專利名稱：具有一體生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條的制作方法
具有一體生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條
背景技術(shù)：
電化學(xué)測(cè)試條在血糖測(cè)試儀中廣泛使用并且已經(jīng)表明具有與光學(xué)讀取方法相比改進(jìn)的性能(縮短的測(cè)量時(shí)間、更高的重復(fù)性、增加的準(zhǔn)確性)以及改進(jìn)的患者依從性(更少的試樣體積)。然而，迄今無法在一個(gè)測(cè)試條上測(cè)量超過一個(gè)參數(shù)而不必將所述測(cè)試條分割成多個(gè)獨(dú)立的電化學(xué)“單元(cell)”——每個(gè)單元針對(duì)每個(gè)參數(shù)。在這些措施中，單獨(dú)的試樣必須被添加至每個(gè)“單元”，導(dǎo)致了試樣成分中的差異、增加的處理時(shí)間以及工作還有降低的患者依從性，這是因?yàn)榛颊弑仨殰?zhǔn)備多個(gè)血樣。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，具有一體生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條，其用于測(cè)量流體試樣中的一種以上的被測(cè)物，所述診斷式多層干相測(cè)試條包括本體，所述本體具有用于弓I入流體試樣的端口。在所述本體內(nèi)設(shè)置擴(kuò)散層，其中所述擴(kuò)散層被構(gòu)造成均勻地?cái)U(kuò)散通過所述端口被接收的流體。測(cè)試條還包括至少一個(gè)酶反應(yīng)層，其與擴(kuò)散層流體連通。測(cè)試條還包括與至少一個(gè)酶反應(yīng)層流體連通的第一電極層。所述第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括一組電極。每組電極適于與所述流體電相互作用。在一個(gè)可選例中，診斷式多層干相測(cè)試條具有至少兩個(gè)酶反應(yīng)層。在另一個(gè)可選例中，所述診斷式多層干相測(cè)試條包括電絕緣基層；多個(gè)在所述基層上形成的引線端子； 以及多個(gè)引線，它們分別與所述引線端子相連；其中，每組電極包括至少一個(gè)工作電極；至少一個(gè)對(duì)立電極；以及至少一個(gè)基準(zhǔn)電極，其中所述基準(zhǔn)電極相應(yīng)地與所述引線相連。在另一個(gè)可選例中，診斷式多層干相測(cè)試條包括在所述酶反應(yīng)層的頂部上形成的第二電極層。電極層承載多個(gè)在其上形成的引線端子；多個(gè)引線，它們相應(yīng)地與所述引線端子相連；以及與每組電極對(duì)應(yīng)的附加組的電極，每個(gè)附加組的電極相應(yīng)地與所述引線相連。 在另一個(gè)可選例中，所述第二電極層的導(dǎo)電表面朝向下，并且與所述酶反應(yīng)層流體連通。在另一個(gè)可選例中，所述第二電極層的導(dǎo)電表面朝向上，并且與所述酶反應(yīng)層流體連通。在另一個(gè)可選例中，所述第二電極層具有至少一個(gè)開口?？蛇x地，所述開口大致位于所述第二電極層的電極的中央。附加地，所述第二電極層的各電極是圓形的。在另一個(gè)可選例中，診斷式多層干相測(cè)試條包括至少一個(gè)附加的功能層，其在所述至少兩個(gè)酶反應(yīng)層與所述擴(kuò)散層之間形成。所述附加的功能層可以是血液分離層。所述附加的功能層可以是析出層(precipitation layer)。所述附加的功能層可以是隔離層或非反應(yīng)層。在一個(gè)可選例中，所述承載基體具有至少一個(gè)窗，以使得所述測(cè)試條可以被光學(xué)觀察到。所述窗可以被定位成與所述端口相對(duì)。在另一個(gè)可選例中，所述電絕緣基層是透明的。此外，所述酶反應(yīng)層包括用于酶反應(yīng)的電化學(xué)量化的化學(xué)品。可選地，所述酶反應(yīng)層包含用于酶反應(yīng)的電化學(xué)與光學(xué)量化的化學(xué)品。此外，所述電化學(xué)與光學(xué)量化同時(shí)進(jìn)行。
在另一個(gè)可選例中，診斷式多層干相測(cè)試條具有數(shù)量在2與100之間的多個(gè)電極組。在一個(gè)可選例中，所述電極組中的至少一個(gè)電極組被用作為電極/單元的基準(zhǔn)組?？蛇x地，所述電極組中的至少一個(gè)電極組具有與其它電極組相同的測(cè)試特征。在診斷式多層干相測(cè)試條的一個(gè)可選例中，媒劑被使用。所使用的媒劑是二茂鐵 (Fe(C5H5)2)。所使用的媒劑可以是釕配合物。在另一個(gè)可選例中，所述工作電極包含作為催化劑的狗304，以消除對(duì)于媒劑的需要。在診斷式多層干相測(cè)試條的另一個(gè)可選例中，與至少兩個(gè)酶反應(yīng)層中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的這組電極包括第一組電極和第二組電極，第一組電極具有第一組陽極以及第一組陰極，并且第二組電極具有第二組陽極以及第二組陰極。在另一個(gè)可選例中，所述第一組陽極與所述第二組陰極之間的第一電阻被確定，并且所述第一組陽極與所述第一組陰極之間的第二電阻被確定，并且從第二電阻中減去第一電阻，以確定無串?dāng)_的電阻。在另一個(gè)實(shí)施例中，確定流體試樣中的一種以上的被測(cè)物的方法包括利用測(cè)試條，其中所述測(cè)試條包括本體，其具有用于引入流體試樣的端口 ；擴(kuò)散層，其被構(gòu)造成均勻地?cái)U(kuò)散通過所述端口被接收的試樣；至少一個(gè)與所述擴(kuò)散層流體連通的酶反應(yīng)層；以及與所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層流體連通的第一電極層，所述第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括一組電極層，每組電極層與流體試樣電相互作用，與至少兩個(gè)酶反應(yīng)層中的每個(gè)相對(duì)應(yīng)的這組電極包括第一組電極和第二組電極，第一組電極具有第一組陽極和第一組陰極，第二組電極具有第二組陽極和第二組陰極。所述方法還包括測(cè)量所述第一組陽極與所述第二組陰極之間的第一電阻。所述方法還包括測(cè)量所述第一組陽極與所述第一組陰極之間的第二電阻。所述方法還包括從所述第二電阻中減去所述第一電阻，以確定無串?dāng)_的電阻。所述方法還包括基于所述無串?dāng)_的電阻，確定被測(cè)物的濃度。在用于測(cè)量流體試樣中的一種以上的被測(cè)物的具有一體生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條的另一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)試條包括本體，其具有引入流體試樣的端口 ；擴(kuò)散層，其被構(gòu)造成擴(kuò)散通過所述端口所接收的流體試樣；電極層，其與所述擴(kuò)散層流體連通， 第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括一組電極，每組電極適于與所述流體電相互作用。在一個(gè)可選例中，所述測(cè)試條還包括第二組電極，其與所述擴(kuò)散層流體連通適于與所述流體試樣電相互作用。此外，所述擴(kuò)散層可以在所述第一組電極與所述第二組電極之間均勻地分布所述試樣。在確保利用單個(gè)測(cè)試條進(jìn)行被測(cè)物測(cè)試精度的方法的一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括測(cè)試在單個(gè)測(cè)試條上設(shè)置的流體試樣，其中所述測(cè)試條被構(gòu)造成針對(duì)被測(cè)物提供兩次測(cè)試；利用被構(gòu)造成接收所述單個(gè)測(cè)試條的儀表確定第一和第二測(cè)試結(jié)果；利用所述儀表將所述第一測(cè)試結(jié)果與所述第二測(cè)試結(jié)果對(duì)比；以及如果對(duì)比結(jié)果并不在可接受的誤差范圍內(nèi)，則由所述儀表通知使用者?？蛇x地，所述兩個(gè)測(cè)試可以是電化學(xué)測(cè)試和光度測(cè)試。在一個(gè)可選例中，所述兩個(gè)測(cè)試在方法與試劑方面可以是相同的。在另一個(gè)可選例中，所述兩個(gè)測(cè)試可以具有不同的試劑以及校準(zhǔn)曲線。


圖1是多層干相測(cè)試條的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2是多層干相測(cè)試條的實(shí)施例的反應(yīng)流圖3是多層干相測(cè)試條的另一實(shí)施例的示意圖；圖3a是根據(jù)圖3的多層干相測(cè)試條的剖視圖；圖北是根據(jù)圖3的多層干相測(cè)試條的剖視圖，其示出了兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)；圖4是多層干相測(cè)試條的另一實(shí)施例的示意圖；圖5是多層干相測(cè)試條的另一實(shí)施例的示意圖；圖6是確保被測(cè)物測(cè)試的正確性的方法的實(shí)施例的流程圖；圖7示出了具有電極的反應(yīng)層；并且圖8示出了測(cè)試條的各種阻抗。
具體實(shí)施例方式在診斷試多層干相測(cè)試條的一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試條將Polymer Technology Systems, Inc. (" PTS“)的經(jīng)核準(zhǔn)的并信譽(yù)卓越的干化學(xué)條技術(shù)與附加的電極層和電化學(xué)反應(yīng)(而非顯色酶反應(yīng))結(jié)合。例如，參見美國專利No. 7374719和美國專利申請(qǐng) No. 10/334043，它們?cè)诖艘鲄⒖?。PTS層技術(shù)也能夠?qū)⒃嚇臃植嫉诫娀瘜W(xué)單元中而非顯色墊中，其中擴(kuò)散層位于堆層的頂部，所述擴(kuò)散層在試樣滲透到下方的分離與析出層之前將試樣水平地均勻分布，以最終達(dá)到最下方的酶反應(yīng)層。該實(shí)施例被稱為多層干測(cè)試條。繼續(xù)將多層干測(cè)試條作為實(shí)例，條殼體的底板中的窗整體省略或者在用于組合式讀取的地方留出(如下)。試樣通過作為層堆的頂層的擴(kuò)散層被水平地分布遍及酶反應(yīng)層。 血細(xì)胞可以不必通過血分離層被抑制/去除，這是因?yàn)檠?xì)胞的顏色(溶血)不會(huì)干擾電化學(xué)讀取。因而，該層可以被省略。例如用于直接LDL測(cè)量的隔離物和/或析出/分離層可以被增加在擴(kuò)散層與酶反應(yīng)層之間。優(yōu)選地，在層堆的下端處，酶反應(yīng)層保持用于電化學(xué)反應(yīng)的或用于電化學(xué)與光學(xué)讀取、優(yōu)選反射光譜的組合的酶合劑。最后，在底部設(shè)置優(yōu)選透明的基層——例如聚丙烯箔片，該基層承載電極組?？梢员环Q為“單元”或“生物傳感器”的電極組包括至少一個(gè)工作電極、一個(gè)對(duì)立電極、以及一個(gè)基準(zhǔn)電極，例如像在現(xiàn)代血糖測(cè)試儀中那樣。多個(gè)這種單元可以安置在基層上，所有單元通過擴(kuò)散層供有試樣，因而使得在一個(gè)生物傳感器條上可以實(shí)現(xiàn)目前為止不可能的多種參數(shù)測(cè)量。已經(jīng)證明，用于可靠的電化學(xué)測(cè)量的優(yōu)選電勢(shì)值應(yīng)該高于700mV。這導(dǎo)致了生物學(xué)試樣中的各成分的所不期望的破壞，尤其如果試樣都是血液的話。這些成分已經(jīng)表明干擾測(cè)量、因而降低準(zhǔn)確率和重復(fù)性。因此，在商用生物傳感器中，所謂的媒劑(mediator) 被加入至氧化還原反應(yīng)以降低所需的電勢(shì)。媒劑例如可以是金屬有機(jī)化合物二茂鐵 (Fe (C5H5) 2)0近期，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果實(shí)際上添加有助于減少在膽固醇氧化酶反應(yīng)中生成的過氧化氫的催化劑的話，則能夠省略媒劑。！^e3O4(“磁鐵”)——一種促成電極與過氧化氫之間的電子轉(zhuǎn)移的相對(duì)便宜的且容易處置的催化劑優(yōu)選被添加至用于將工作電極網(wǎng)印在電極層上的石炭墨水。第二電極承載層能夠被增加至酶反應(yīng)層的頂部，以增加進(jìn)行電化學(xué)讀取的反應(yīng)艙室的體積。該層優(yōu)選具有開口，所述開口優(yōu)選為圓孔，電極作為環(huán)在這些孔周圍布置，以使得試樣流通進(jìn)入到酶反應(yīng)層中。
在如下所述的實(shí)施例中，測(cè)試條可以具有不同的電化學(xué)或光度測(cè)定部位。這些部位可以組合或通過各電極的透明的基層被隔離。此外，測(cè)試方法可以同時(shí)地或大致同時(shí)地進(jìn)行。此外，因?yàn)樵趩蝹€(gè)測(cè)試條中可以進(jìn)行多次測(cè)試，所以冗余可以被累積到測(cè)試條中以增加精度。這種冗余可以形式是針對(duì)同一被測(cè)物利用同一技術(shù)、優(yōu)選電化學(xué)的多次測(cè)試。冗余可以包括根據(jù)不同的技術(shù)(電化學(xué)和光學(xué))針對(duì)同一被測(cè)物的測(cè)試。此外，兩個(gè)電化學(xué)測(cè)試可以利用不同濃度的試劑、根據(jù)不同校準(zhǔn)曲線分析而完成。通過采用同一類型的多次測(cè)試或稍微改型的測(cè)試，測(cè)試中的誤差可以更加容易地被檢測(cè)出。盡管冗余在任何被測(cè)物的測(cè)試中存在，但是在葡萄糖的情況中，測(cè)試誤差可能具有嚴(yán)重的后果，從而這種冗余是特別期望的。圖1示出了多層干相測(cè)試條100的一個(gè)實(shí)施例。流體試樣110被施加至分布層 115。在該實(shí)施例中，流體試樣110是血液試樣；然而，各種不同的體液可以被測(cè)試。分布層 115的作用是在試樣傳遞至各層堆120、125、130之前將試樣均勻地?cái)U(kuò)散遍及該層。各層堆 120、125、130包含與試樣起反應(yīng)并將所期望測(cè)量的被測(cè)物隔離的試劑。電極層135包括三個(gè)測(cè)試部位140、145、150，以便測(cè)試不同的被測(cè)物。電極層135由聚丙烯載體箔制成，其能夠利用適合于這種材料的墨水被印制。所有三個(gè)測(cè)試部位140、145、150以相同的方式被印制。電路路徑155優(yōu)選利用碳墨水被印制。 基準(zhǔn)電機(jī)160優(yōu)選利用銀/氯化銀膏被印制。工作電極165優(yōu)選利用碳墨水和Fe53O4被印制。對(duì)立電極(counter electrode) 170優(yōu)選利用碳墨水被印制。在可選的實(shí)施例中，各電極可以由其它材料組成。電路路徑1 終止于接觸引線175，其中所述接觸引線被設(shè)計(jì)成適配并接觸提供電流并利用條100進(jìn)行測(cè)量的測(cè)試裝置。利用測(cè)試條100可以測(cè)試不同的被測(cè)物；但是，如下所述，為了測(cè)試其它的被測(cè)物并且為了改進(jìn)測(cè)試特征可以進(jìn)行各種不同的調(diào)整。在一個(gè)可選例中，可以消除層堆120、 125、130并設(shè)置成試樣從分布層115擴(kuò)散至三個(gè)測(cè)試部位140、145、150。三個(gè)測(cè)試部位140、 145、150可以浸漬有所需的試劑。圖2示出了用于分析被測(cè)物的量的基本反應(yīng)過程。反應(yīng)和檢測(cè)是基于在催化反應(yīng)過程中形成過氧化氫。反應(yīng)如下膽固醇酯^l2O—膽固醇酯酶一 >膽固醇+脂肪酸膽固醇+O2-—膽固醇氧化酶一 >膽固醇-4-en-3_one+H20圖3示出了測(cè)試條的可選例。測(cè)試條300包括分離層315、第一電極層320、層堆 325,330和335、以及第二電極層340。在該實(shí)施例中，對(duì)立電極345處于第一電極層320 中，通過相應(yīng)的層堆325、330、335與第二電極層340中的工作電極350和基準(zhǔn)電極355隔離。在該實(shí)施例中，對(duì)立電極345以面向下的方式被定位，而工作電極350以面向上的方式被定位。在這種方式中，在層堆325、330和335內(nèi)被吸入的整個(gè)體積可以被用作為電化學(xué)分析目的的試樣。這減少了進(jìn)行測(cè)試所需的試樣體積。圖3a示出了位于測(cè)試條保持件360內(nèi)的測(cè)試條300的側(cè)視圖。箭頭代表多層測(cè)試條300中的試樣310的流動(dòng)路徑。同樣，也示出了與電極的接觸點(diǎn)接觸的引線365。各引線365位于測(cè)試裝置370中，并且可取出地接觸測(cè)試條300，從而測(cè)試條可以在使用之后被丟棄。在圖北中，示出了由雙電極層層堆所提供的更大的測(cè)試體積。與電極381、382并排而導(dǎo)致體積的僅僅一小部分被利用的層堆380相比，層堆375的整個(gè)體積以雙電極層結(jié)構(gòu)的方式被利用。通過將電極381a、381b和382設(shè)置在層堆376、377的相對(duì)的表面上，可以利用更大的測(cè)試體積。如圖所示，電場(chǎng)385(僅僅圖示)與層堆380相比在層堆375中經(jīng)過更大的測(cè)試體積。如圖4所示的另一可選實(shí)施例也利用整個(gè)層堆體積。測(cè)試條400包括分離層415 ； 第一電極層420 ；層堆425、430和435 ；以及第二電極層440。在該實(shí)施例中，對(duì)立電極445 在第一電極層420中通過相應(yīng)的層堆425、430、435與第二電極層440中的工作電極450和基準(zhǔn)電極455隔離。與圖3的實(shí)施例相反，對(duì)立電極445以面向上的方式被定位。在層堆 425,430,435中所包含的試樣體積優(yōu)選足以使得對(duì)立電極層420濕潤，從而試樣接觸對(duì)立電極445。對(duì)立電極的面向上定位可以允許接觸引線更容易連接到監(jiān)測(cè)裝置中。在圖5中，示出了測(cè)試條的可選實(shí)施例。測(cè)試條500包括分布層515。分布層515 用于使得試樣在傳遞至層堆520、525和530之前均勻地?cái)U(kuò)散遍及該層。同樣注意，附加的血液分離層(未示出)可以被包含在分布層515與層堆520、525、530之間，以便過濾血紅細(xì)胞。該血液分離層可以在該實(shí)施例中被包含或者在所述的任何實(shí)施例中被包含。電極層 535包括三個(gè)測(cè)試部位MO545、550，以便測(cè)試各種不同的被測(cè)物。層堆525、530和535可以包含一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)層并且可以包含一個(gè)或多個(gè)非反應(yīng)層(blank layer)。取決于所測(cè)量的被測(cè)物，層堆525、530和535可以包含一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)層以及一個(gè)或多個(gè)非反應(yīng)層。 例如，層堆525包括非反應(yīng)層555和反應(yīng)層560。非反應(yīng)層555用作為保持層堆之間的層堆壓力一致并且還保持層堆之間的流時(shí)間一致，從而試樣在其到達(dá)其它層堆的反應(yīng)級(jí)的同時(shí)達(dá)到反應(yīng)層560。在層堆530中，該層堆包括析出層565和反應(yīng)層570。在特定的被測(cè)物的情況中，試樣中的被測(cè)物的分離需要在反應(yīng)之前完成。例如，HDL測(cè)量層堆可以被包含在測(cè)試條500中，其需要利用析出層或分離層。在析出層中，將從反應(yīng)中被排除的被測(cè)物被沉淀出。在分離層中，將從反應(yīng)中被排除的被測(cè)物層從將被包含在反應(yīng)中的被測(cè)物中離析出。 在用于HDL、甘油三酸酯和總膽固醇的測(cè)試條的情況中，各層堆可以如下所述。HDL測(cè)量層堆參看圖5，層堆525靠近并與分布層515的底側(cè)流體連通。層堆525從分布層530 提取流體并且產(chǎn)生與HDL膽固醇的濃度成比例的過氧化氫。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)大體上為必須兩個(gè)層以及兩個(gè)相關(guān)的處理布置，以將非HDL 從原生質(zhì)(plasma)中析出和分離。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法，非HDL的析出在第一層中完成； 并且，析出物然后穿過該第一層達(dá)到第二層。在該第二層中，析出物的移動(dòng)比原生質(zhì)更緩慢；并且原生質(zhì)在析出物之前達(dá)到測(cè)試膜。例如，見美國專利文獻(xiàn)No. 5426030,5580743, 5786164、6171849、6214570、545370、5316916、5213965 和 5213964。相反地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，非 HDL自HDL的分離可以在單個(gè)大致均勻的層565中完成。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，析出和分離沿大致與由層565所確立的平面垂直的方向進(jìn)行。也就是說，盡管流體移動(dòng)在層565內(nèi)沿所有方向發(fā)生，但是流體從層565的一側(cè)至另一側(cè)沒有顯著的凈切向移動(dòng)。實(shí)際上，與如上所述的現(xiàn)有技術(shù)非常不同地，本發(fā)明并不采用或依賴原生質(zhì)與析出的非HDL在層565內(nèi)的不同的遷移速度。這是因?yàn)榱黧w穿過層565，而非遍及層 565。因此，這也可以被稱為具有均勻水平流的垂直流系統(tǒng)。多種合適的材料可以用于層565，例如濾紙或結(jié)合有玻璃纖維的醋酸纖維素。合適的層的多個(gè)實(shí)例在美國專利No. 708397中提供。用于層94的一種合適的膜是Cytokp. RTM , grade 1660 膜，12. 9mil 厚，來自 Pall Corporation, East Hill, NY。用于層 94 的另一種合適的膜是 grade 595 紙，0. 180mm(7. lmil)厚，來自 khleicher & Schuell Biosciences, Inc.，Keene，NH。此外，層94大致是徹底均勻的或?qū)ΨQ的。也就是說，盡管層565的基體包括不同尺寸的孔隙，但是基體在整個(gè)層內(nèi)是連續(xù)的。層565由實(shí)例中此后所述的溶液浸漬。其它參看美國專利No. 7087397。在一個(gè)實(shí)施例中，用于HDL Fractionation Membrane (層565)浸漬的溶液以下浸漬溶液被使用1.去離子化水 800. OOmL ；2.硫酸鎂 5. OOgm ；3.磷鎢酸 45· OOgm;4.山梨糖醇 10. OOgm ；5.利用去離子化水將體積調(diào)整至1升。12. 9 (mil)厚且5. 90〃 (英寸)寬的合成纖維復(fù)合媒介(Pall CytoSep grade 1660)以0.5ft/min的速度被浸沒在浸漬溶液的再循環(huán)池中。該合成纖維復(fù)合媒介然后進(jìn)入一隧道，其中所述隧道鼓吹暖空氣(華氏98°至106° )，并具有低濕度(<5%相對(duì)濕度(RH))以完全干燥。所述合成纖維復(fù)合媒介然后被切成0. 20"(英寸)的條，以備組裝?？蛇x地，7. 1 (mil)厚且6.0〃(英寸)寬的合成纖維復(fù)合媒介(Pall CytoSep grade 1661)以0. 5ft/min的速度被浸沒在浸漬溶液的再循環(huán)池中。該合成纖維復(fù)合媒介然后進(jìn)入一隧道，其中所述隧道鼓吹暖空氣(華氏98°至106° )，并具有低濕度(<5% RH)以完全干燥。所述合成纖維復(fù)合媒介然后被切成0.20"(英寸)的條，以備組裝?？蛇x地，6.0〃(英寸)寬的常見的紙(PallCytoSep grade 1冊(cè)1)以 0. 5ft/ min的速度被浸沒到浸漬溶液的再循環(huán)池中。該紙然后進(jìn)入一隧道，其中所述隧道鼓吹暖空氣(華氏98°至106° )，并具有低濕度(<5% RH)以完全干燥。所述紙然后被切成 0. 20"(英寸)的條，以備組裝。總膽固醇測(cè)量層堆進(jìn)一步參看圖5，層堆525與層堆520隔開，并且靠近且與分布層515流體連通。層堆525從分布層515提取流體并且產(chǎn)生與試樣510中的總膽固醇濃度成比例的過氧化氫。 層堆525還包括非反應(yīng)或隔離層565，其主要目的是將所有層堆的相對(duì)厚度維持大致相同， 并且在這么做時(shí)，改進(jìn)通過測(cè)試條保持件的頂部和底部施加在測(cè)試條500上的總壓力。非反應(yīng)層565還保持從層515通至其的剩余血液細(xì)胞。針對(duì)本申請(qǐng)文件，術(shù)語“非反應(yīng)層”指的是諸如層565的層，其主要目的是將所有層堆維持大致相同的厚度。非反應(yīng)層565并未裝載有任何試劑，而是由濕潤劑浸漬以改進(jìn)流體流動(dòng)?？偰懝檀紝佣训墓δ芨鶕?jù)反應(yīng)相對(duì)于圖2如上所述。甘油三酸酯層堆進(jìn)一步參看圖5，層堆530與層堆525隔開，并且靠近并與層515流體連通。層堆 530從層515提取原生質(zhì)并且產(chǎn)生與試樣510中的總膽固醇濃度成比例的過氧化氫。層堆 530還包括非反應(yīng)或分離層，其在該實(shí)施例中與非反應(yīng)層565相同。用于分離甘油三酸酯以便測(cè)量的機(jī)制可以在申請(qǐng)人所擁有的美國專利No. 7124504中發(fā)現(xiàn)，該專利文獻(xiàn)結(jié)合在此引作參考。脂蛋白脂肪酶(LPL)可以被用于根據(jù)以下反應(yīng)而轉(zhuǎn)換甘油三酸酯
脂蛋白脂肪酶(LPL)
甘油三酸酯 ..............................> 甘油+游離脂肪酸
甘油激酶
甘油+ATP..............................>甘油-3-磷酸鹽+ADP
磷酸甘油氧化酶
甘油-3-磷酸鹽...........-..................> 磷酸二羥丙酮+H2O2該反應(yīng)產(chǎn)生與試樣中的甘油三酸酯的量成比例的過氧化氫，其然后可以被電化學(xué)地分析。多種其它方法可以用于將甘油三酸酯轉(zhuǎn)化成過氧化氫。應(yīng)該理解的是，在HDL濃度、總膽固醇和甘油三酸酯濃度分別通過層堆520、525、 530被確定之后，LDL膽固醇的濃度可以通過已知的關(guān)系被計(jì)算LDL膽固醇=總膽固醇-甘油三酸酯/5-HDL膽固醇如上簡(jiǎn)單線性公式可以容易地被編程到讀取測(cè)試條的器械中，因而提供無法直接被測(cè)量的附加的被測(cè)物的濃度。因而，現(xiàn)在可以想到的是，正如所述的單個(gè)測(cè)試條500能夠被構(gòu)造成測(cè)試多種被測(cè)物的濃度。此外，如上所述的測(cè)試條可以包括一個(gè)或多個(gè)位于測(cè)試條底部的窗，以用于流體試樣的光學(xué)分析。光學(xué)分析窗可以與電極隔開或者位于與電極相同的豎直路徑上。在每種情況中，這種布置結(jié)構(gòu)可以允許實(shí)現(xiàn)并行的電化學(xué)與光學(xué)(反射率)測(cè)量。在如上所述的實(shí)施例中，測(cè)試條可以具有多個(gè)不同的電化學(xué)或光度檢測(cè)部位。這些部位可以組合或者通過電極的透明基層被隔離。此外，測(cè)試方法可以同時(shí)地或大致同時(shí)地完成。此外，因?yàn)橛脝蝹€(gè)測(cè)試條可以進(jìn)行多次測(cè)試，所以冗余可以被累積到測(cè)試條中以便增加準(zhǔn)確性。這種冗余可以形式是針對(duì)同一試樣被測(cè)物利用同一技術(shù)、優(yōu)選電化學(xué)的多次測(cè)試。冗余可以包括根據(jù)不同的技術(shù)(電化學(xué)和光學(xué))針對(duì)同一被測(cè)物的測(cè)試。此外，兩個(gè)電化學(xué)測(cè)試可以利用不同濃度的試劑、根據(jù)不同校準(zhǔn)曲線分析而完成。通過采用同一類型的多次測(cè)試或稍微改型的測(cè)試，測(cè)試中的誤差可以更加容易地被檢測(cè)出并且如果必要的話重新測(cè)試。盡管冗余在任何被測(cè)物的測(cè)試中存在，但是在葡萄糖的情況中，測(cè)試誤差可能具有嚴(yán)重的后果，從而這種冗余是特別期望的。圖6示出了在測(cè)試結(jié)果處于可接受的誤差范圍之外時(shí)告知使用者的方法。在步驟 (block)610內(nèi)，利用單個(gè)測(cè)試條同時(shí)完成針對(duì)單個(gè)被測(cè)物的兩個(gè)測(cè)試。在步驟620內(nèi)，測(cè)試的結(jié)果被對(duì)比。在步驟630內(nèi)，如果對(duì)比的結(jié)果處于可接受的誤差范圍內(nèi)，則該過程進(jìn)行到步驟650并且測(cè)試的結(jié)果被返回至使用者。如果誤差范圍是不可接受的，則使用者得知潛在的測(cè)試誤差，在該點(diǎn)，一個(gè)或多個(gè)結(jié)果可以被返回。此外，使用者可以得知需要進(jìn)行重新測(cè)試。該方法可以被編程到與測(cè)試條聯(lián)合使用的測(cè)試裝置中。如之前的段落所述，所完成的兩個(gè)測(cè)試可以在方法或試劑濃度以及校準(zhǔn)曲線方面是相同的或不同的。
圖7示出了反應(yīng)層710與上電極720 (橫截面所示為圓形電極)、下電極730以及印刷電路板740。在反應(yīng)層由試樣浸泡時(shí)，反應(yīng)層710的電阻發(fā)生變化。使得反應(yīng)層710被圍在下電極730與上電極720之間，可以測(cè)量反應(yīng)層710的電阻。為了避免可能影響測(cè)量的電解，低交流電壓可以短期內(nèi)被施加，以測(cè)量該層的電阻。如圖8所示，已經(jīng)在干燥的狀況(封閉的瓶)下被存儲(chǔ)并且不再暴露至空氣水分的條810應(yīng)該具有非常高的電阻(例如， 1ΜΩ)。如果條810已經(jīng)暴露于水分并且反應(yīng)層已經(jīng)變濕(因?yàn)榉磻?yīng)層所浸漬的化學(xué)成分， 所以反應(yīng)層是吸濕的)，電阻將稍微降低，例如如圖所示降低至SOOkQ。水分將導(dǎo)致酶功能變差并且因而使得條失效，從而裝置將可以進(jìn)行預(yù)測(cè)試功能性檢查。在這種情況中，通過利用在應(yīng)用試樣之前通過電阻所確定的條的水分大小，裝置能夠確定是否條是起作用的。只要試樣已經(jīng)被施加、遷移穿過各層并開始浸泡反應(yīng)層，則條830中的電阻將降低至相對(duì)低的值(例如lkQ)。電阻將最終達(dá)到下限(在若干秒內(nèi))。因?yàn)殡娮璨粫?huì)進(jìn)一步降低，所以裝置“識(shí)別到”測(cè)試測(cè)量可以開始并且切換至測(cè)量工作電極與對(duì)立電極之間的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，儀器的電子器件被編程成在兩個(gè)最遠(yuǎn)的生物單元的外電極之間進(jìn)行附加的測(cè)量。該值可以被用于計(jì)算“基線”，其從各個(gè)單元值中被減去以校正串?dāng)_。例如，參看圖1，在測(cè)試部位140的內(nèi)電極165與測(cè)試部位145、150的外電極之間可以進(jìn)行兩個(gè)電阻讀取。同一過程可以針對(duì)每個(gè)測(cè)試部位140、145、150重復(fù)進(jìn)行，并且每組讀取值被用于計(jì)算針對(duì)相應(yīng)的測(cè)試部位的基線?？蛇x地，附加的電極可以被包括并被用于串?dāng)_的計(jì)算?？蛇x地，除了測(cè)量電阻以外，還可以采用電壓測(cè)量。具有一體的生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條及其相關(guān)的方法的實(shí)施例的解釋前面已經(jīng)處于示意性和說明性的目的給出，并且這并不是全面的，并且并非將具有一體的生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條及其相關(guān)的方法限于所公開的特定形式。在不脫離具有一體的生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條及其相關(guān)的方法的精神和范圍的前提下， 本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚多種改型和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種具有一體的生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條，其用于測(cè)量流體試樣中的一種以上的被測(cè)物，所述測(cè)試條包括(a)本體，其具有引入流體試樣的端口；(b)擴(kuò)散層，其被構(gòu)造成均勻地?cái)U(kuò)散通過所述端口所接收的流體試樣；(c)至少一個(gè)與所述擴(kuò)散層流體連通的酶反應(yīng)層；(d)第一電極層，其與所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層流體連通，所述第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括一組電極，每組電極適于與所述流體電相互作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，設(shè)有至少兩個(gè)酶反應(yīng)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述診斷式多層干相測(cè)試條還包括(e)電絕緣基層；(f)多個(gè)在所述基層上形成的引線端子；(g)多個(gè)引線，它們分別與所述引線端子相連；其中，每組電極包括至少一個(gè)工作電極；至少一個(gè)對(duì)立電極；以及至少一個(gè)基準(zhǔn)電極， 其中所述基準(zhǔn)電極相應(yīng)地與所述引線相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，第二電極層在所述酶反應(yīng)層的頂部上形成，所述第二電極層承載多個(gè)在其上形成的引線端子；多個(gè)引線，它們相應(yīng)地與所述引線端子相連；以及與每組電極對(duì)應(yīng)的附加組的電極，每個(gè)附加組的電極相應(yīng)地與所述引線相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述第二電極層的導(dǎo)電表面朝向下，并且與所述酶反應(yīng)層流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述第二電極層的導(dǎo)電表面朝向上，并且與所述酶反應(yīng)層流體連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述第二電極層具有至少一個(gè)開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述開口大致位于所述第二電極層的電極的中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述第二電極層的電極是圓形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，至少一個(gè)附加的功能層在所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層與所述擴(kuò)散層之間形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述附加的功能層是血液分離層。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述附加的功能層是析出層。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述附加的功能層是隔1 層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述承載基體具有至少一個(gè)窗，以使得所述測(cè)試條能夠被視覺觀察到。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述窗與所述端口相對(duì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述電絕緣基層是透明的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層包含用于酶反應(yīng)的電化學(xué)量化的化學(xué)品。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層包含用于酶反應(yīng)的電化學(xué)與光學(xué)量化的化學(xué)品。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述電化學(xué)與光學(xué)量化同時(shí)進(jìn)行。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述電極組的數(shù)量是在2與100之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述電極組中的至少一個(gè)電極組被用作為電極/單元的基準(zhǔn)組。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述電極組中的至少一個(gè)電極組具有與另一電極組相同的測(cè)試特征。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，媒劑被使用。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所使用的媒劑是二茂鐵(Fe (C5H5)2).
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所使用的媒劑是釕配合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述工作電極包含作為催化劑的Fe53O4，以消除對(duì)于媒劑的需要。
27.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，與至少兩個(gè)酶反應(yīng)層中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的這組電極包括第一組電極和第二組電極，第一組電極具有第一組陽極以及第一組陰極，并且第二組電極具有第二組陽極以及第二組陰極。
28.根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述第一組陽極與所述第二組陰極之間的第一電阻被確定，并且所述第一組陽極與所述第一組陰極之間的第二電阻被確定，并且從第二電阻中減去第一電阻，以確定無串?dāng)_的電阻。
29.一種利用測(cè)試條確定流體試樣中的一種以上被測(cè)物的方法，其中所述測(cè)試條包括本體，其具有用于引入流體試樣的端口 ；擴(kuò)散層，其被構(gòu)造成均勻地?cái)U(kuò)散通過所述端口被接收的試樣；至少一個(gè)與所述擴(kuò)散層流體連通的酶反應(yīng)層；以及與所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層流體連通的第一電極層，所述第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括一組電極層，每組電極層適于與流體試樣電相互作用，與至少兩個(gè)酶反應(yīng)層中的每個(gè)相對(duì)應(yīng)的這組電極包括第一組電極和第二組電極，第一組電極具有第一組陽極和第一組陰極，第二組電極具有第二組陽極和第二組陰極，所述方法包括測(cè)量所述第一組陽極與所述第二組陰極之間的第一電阻；測(cè)量所述第一組陽極與所述第一組陰極之間的第二電阻；從所述第二電阻中減去所述第一電阻，以確定無串?dāng)_的電阻；以及基于所述無串?dāng)_的電阻，確定被測(cè)物的濃度。
30.一種用于測(cè)量流體試樣中的一種以上被測(cè)物的具有一體的生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條，所述測(cè)試條包括(a)本體，其具有引入流體試樣的端口；(b)擴(kuò)散層，其用于擴(kuò)散通過所述端口所接收的流體試樣；(c)電極層，其與所述擴(kuò)散層流體連通，所述第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括第一組電極，其適于與所述流體電相互作用。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述診斷式多層干相測(cè)試條還包括第二組電極，其與所述擴(kuò)散層流體連通而適于與所述流體試樣電相互作用。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述擴(kuò)散層被構(gòu)造成在所述第一組電極與所述第二組電極之間均勻地分布所述試樣。
33.一種確保利用單個(gè)測(cè)試條進(jìn)行被測(cè)物測(cè)試精度的方法，所述方法包括(a)測(cè)試在單個(gè)測(cè)試條上設(shè)置的流體試樣，其中所述測(cè)試條被構(gòu)造成針對(duì)被測(cè)物提供兩次測(cè)試；(b)利用被構(gòu)造成接收所述單個(gè)測(cè)試條的儀表確定第一和第二測(cè)試結(jié)果；(c)利用所述儀表將所述第一測(cè)試結(jié)果與所述第二測(cè)試結(jié)果對(duì)比；以及(d)如果(c)的對(duì)比結(jié)果并不在可接受的誤差范圍內(nèi)，則由所述儀表通知使用者。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述兩個(gè)測(cè)試是電化學(xué)測(cè)試和光度測(cè)試。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述兩個(gè)測(cè)試在方法與試劑方面是相同的。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的診斷式多層干相測(cè)試條，其特征在于，所述兩個(gè)測(cè)試具有不同的試劑以及校準(zhǔn)曲線。
37.一種確保利用單個(gè)測(cè)試條進(jìn)行被測(cè)物測(cè)試精度的方法，所述方法包括(a)提供測(cè)試條，其中所述測(cè)試條具有反應(yīng)層、頂電極以及底電極；(b)利用被構(gòu)造成接收所述測(cè)試條的電子測(cè)試裝置測(cè)量所述頂電極與所述底電極之間的電阻；(c)基于所述電阻，確定是否所述測(cè)試條是起作用的；(d)基于(c)，輸出提示。
38.一種確定利用單個(gè)測(cè)試條開始測(cè)試試樣中的被測(cè)物存在的時(shí)間的方法，所述方法包括(a)提供測(cè)試條，其中所述測(cè)試條具有反應(yīng)層、頂電極以及底電極；(b)將試樣提供至測(cè)試條；(c)利用被構(gòu)造成接收所述測(cè)試條的電子測(cè)試裝置連續(xù)地測(cè)量所述頂電極與所述底電極之間的電阻；(d)確定所述電阻穩(wěn)定的時(shí)間；以及(e)基于(d)，開始測(cè)試被測(cè)物的存在。
全文摘要
一種具有一體的生物傳感器的診斷式多層干相測(cè)試條，其用于測(cè)量流體試樣中的一種以上的被測(cè)物，所述測(cè)試條包括本體，其具有引入流體試樣的端口。擴(kuò)散層位于本體內(nèi)，所述擴(kuò)散層被構(gòu)造成均勻地?cái)U(kuò)散通過所述端口所接收的流體試樣。測(cè)試條還包括至少一個(gè)與所述擴(kuò)散層流體連通的酶反應(yīng)層。測(cè)試條還包括第一電極層，其與所述至少一個(gè)酶反應(yīng)層流體連通，所述第一電極層針對(duì)每個(gè)酶反應(yīng)層包括一組電極，每組電極適于與所述流體電相互作用。
文檔編號(hào)C12Q1/00GK102317773SQ200980156888
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者B·F·林德曼 申請(qǐng)人:聚合物技術(shù)系統(tǒng)公司