在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域中，在許多情況下，必須在體液（諸如血液、間質(zhì)液、尿液、唾液或其它類型的體液）的測(cè)試樣品中檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)分析物。要檢測(cè)的分析物的示例是葡萄糖、甘油三酯、乳酸鹽、膽固醇或典型地存在于這些體液中的其它類型的分析物。根據(jù)分析物的濃度和/或存在性，可以選擇適當(dāng)?shù)闹委?，如果必要的話?/p>

一般而言，對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)已知的設(shè)備和方法利用包括一個(gè)或多個(gè)測(cè)試化學(xué)性質(zhì)的傳感器元件（例如測(cè)試條），其在存在要檢測(cè)的分析物的情況下能夠執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)可檢測(cè)的檢測(cè)反應(yīng)，諸如可光學(xué)或電化學(xué)檢測(cè)的檢測(cè)反應(yīng)。關(guān)于這些測(cè)試化學(xué)性質(zhì)和與此相關(guān)的方法，可以參考例如：J. Hoenes等人的（The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics，第10卷，增刊1，2008，S-10至S-26；US 2009/0246808 A1；以及Habermüller等人的（(2000), Fresenius J Anal Chem 366 :560）。對(duì)于葡萄糖的電化學(xué)檢測(cè)，提供了綜述，例如在Heller & Feldman (2008), Chem. Rev. 108: 2482中。利用工作電極和反電極以及可選地利用參考電極的測(cè)量設(shè)置例如在文檔WO 2007/071562 A1中公開(kāi)。

安培法葡萄糖生物傳感器的常見(jiàn)示例包括具有結(jié)合的輔因子PQQ或FAD的葡萄糖脫氫酶以及與貴金屬或石墨電極組合的作為電子受體和電子穿梭物質(zhì)的介體。介體通常被選擇成具有低氧化電勢(shì)，使得結(jié)果得到的電極極化足夠低以不氧化存在于血液測(cè)試樣品中的其它氧化還原活性組分，比如抗壞血酸或尿酸。那些介體的缺點(diǎn)在于：由于所描述的性質(zhì)，它們可以容易地被包含在血液測(cè)試樣品中的還原劑（比如抗壞血酸）還原。在來(lái)自住院治療的患者（對(duì)于其，典型地使用基于一次性測(cè)試條的專業(yè)血糖系統(tǒng)）的血液測(cè)試樣品中，抗壞血酸濃度可以相對(duì)高，且達(dá)到與通常血糖濃度相當(dāng)?shù)乃?。因此，高的正偏置的度?shù)是結(jié)果。

在具有僅臨時(shí)結(jié)合的輔因子的酶系統(tǒng)的情況下，輔因子自身可以充當(dāng)電子穿梭物質(zhì)，并且原則上，不要求額外的氧化還原介體。這里的示例是具有NAD作為輔因子的葡萄糖脫氫酶。通過(guò)酶反應(yīng)，將NAD還原成NADH。然后，NADH擴(kuò)散到電極且被氧化成自由基陽(yáng)離子。同樣，這里，可以測(cè)量結(jié)果得到的電流作為針對(duì)葡萄糖濃度的度量。缺點(diǎn)在于：NADH電極反應(yīng)要求高氧化電勢(shì)，其也造成血液測(cè)試樣品中的干擾物質(zhì)（比如抗壞血酸或尿酸）的氧化。這也導(dǎo)致高的正偏置的讀數(shù)。

為了克服以上所描述的問(wèn)題，從WO2005/045416已知一種具有兩個(gè)工作電極和一個(gè)參考電極的系統(tǒng)。第一工作電極被包含酶系統(tǒng)和作為活性成分的介體的試劑覆蓋。第二工作電極被除酶系統(tǒng)外相同的試劑覆蓋。通過(guò)相同血液測(cè)試樣品填充電極上方的毛細(xì)管測(cè)量室，全部?jī)蓚€(gè)電極試劑層變濕。在第一階段中，在作為反電極的參考電極和被無(wú)酶試劑覆蓋的第二工作電極之間施加電壓。然后，測(cè)量響應(yīng)電流。此后，向作為反電極的參考電極和具有帶有酶系統(tǒng)的試劑的第一工作電極施加電壓。然后，也測(cè)量電流。如果還原劑或電活性組分存在于血液測(cè)試樣品中，則這將在工作電極處還原介體或變?yōu)橹苯颖谎趸?。在全部?jī)煞N情況下，全部?jī)蓚€(gè)工作電極上的干擾本底電流是結(jié)果。另一方面，與葡萄糖的反應(yīng)僅發(fā)生在被含酶試劑覆蓋的電極上。為了得到最終結(jié)果，現(xiàn)在計(jì)算在全部?jī)蓚€(gè)工作電極上測(cè)量到的電流的差異。通過(guò)該計(jì)算，來(lái)自電極的干擾效應(yīng)彼此消滅，并且因而，僅來(lái)自葡萄糖反應(yīng)的響應(yīng)仍存在。該方法的限制在于：全部?jī)蓚€(gè)工作電極向所計(jì)算的結(jié)果添加個(gè)體噪聲。通常，結(jié)果得到的誤差是個(gè)體誤差的幾何和。因此，可達(dá)到的測(cè)試精度是有限的。關(guān)于該解決方案的另一缺點(diǎn)在于：具有多于兩個(gè)電極的測(cè)試條增加了生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜度和成本。在類似方案中，EP 2 767 826 A1提出一種連續(xù)葡萄糖傳感器，包括兩個(gè)工作電極和參考電極，其中第一工作電極被傳感器膜的活性酶部分覆蓋，而第二工作電極被傳感器膜的非活性酶或非酶部分覆蓋。

要解決的問(wèn)題

因此，本發(fā)明的目的是提供遵從前述需要的手段和方法，至少部分地避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

該問(wèn)題由本發(fā)明的傳感器元件且由本發(fā)明的方法以及測(cè)試設(shè)備和測(cè)試系統(tǒng)來(lái)解決。可能以隔離的方式或以任何任意組合實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中列出。

相應(yīng)地，本發(fā)明涉及一種用于確定至少一個(gè)分析物的傳感器元件，包括電極對(duì)以及至少活性和非活性化學(xué)基質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，

（i）其中所述電極對(duì)包括與其它電極電氣絕緣的兩個(gè)電極，

（ii）其中所述活性化學(xué)基質(zhì)包括所述酶活性并且其中所述非活性化學(xué)基質(zhì)不包括所述酶活性，并且

（iii）其中所述電極對(duì)的第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)，并且其中所述電極對(duì)的第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)。

如下文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“具有”、“包括”或“包含”或其任何任意語(yǔ)法變型以非排他的方式使用。因此，這些術(shù)語(yǔ)可以既指代其中除由這些術(shù)語(yǔ)引入的特征外在該上下文中描述的實(shí)體中不存在另外特征的情形，又指代其中存在一個(gè)或多個(gè)另外特征的情形。作為示例，表述“A具有B”、“A包括B”和“A包含B”可以既指代其中除B外在A中不存在其它要素的情形（即其中A單獨(dú)且排他性地包括B的情形），又指代其中除B外在實(shí)體A中存在一個(gè)或多個(gè)另外要素（諸如要素C、要素C和D或甚至另外要素）的情形。

另外，如下文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“優(yōu)選地”、“更優(yōu)選地”，“最優(yōu)選地”、“特別地”、“更特別地”、“具體地”、“更具體地”或類似的術(shù)語(yǔ)結(jié)合可選特征使用，而不約束可替換的可能性。因此，由這些術(shù)語(yǔ)引入的特征是可選特征，且不旨在以任何方式約束權(quán)利要求的范圍。如技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，本發(fā)明可以通過(guò)使用可替換的特征而執(zhí)行。類似地，由“在本發(fā)明的實(shí)施例中”或類似表述引入的特征旨在是可選特征，而沒(méi)有關(guān)于本發(fā)明的可替換實(shí)施例的任何約束，沒(méi)有關(guān)于本發(fā)明的范圍的任何約束，并且沒(méi)有關(guān)于將以這樣的方式引入的特征與本發(fā)明的其它可選或非可選特征進(jìn)行組合的可能性的任何約束。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“傳感器元件”涉及至少包括如本文所描述的組件的元件。技術(shù)人員理解到，傳感器元件可以包括另外的組件，例如而不限于：將傳感器元件的其它組件保持在一起的載體元件（或“襯底”）；將傳感器元件連接到測(cè)量設(shè)備的電極接觸件；用于創(chuàng)建對(duì)象主體上的切口的一個(gè)或多個(gè)柳葉刀，用于將流體測(cè)試樣品引導(dǎo)到電極的一個(gè)或多個(gè)毛細(xì)管元件，等等。

本發(fā)明的傳感器元件包括至少兩個(gè)化學(xué)基質(zhì)，如下文中所描述的：包括在存在分析物的情況下有活性的酶活性的活性化學(xué)基質(zhì)和不包括所述酶活性的非活性化學(xué)基質(zhì)，如以下詳細(xì)具體說(shuō)明的那樣。

在實(shí)施例中，傳感器元件還包括襯底。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“襯底”指代載體元件，其基本上可以具有任意形狀，諸如條形。在實(shí)施例中，襯底是柔性襯底。在實(shí)施例中，襯底包括具有一個(gè)、兩個(gè)或更多層的層設(shè)置，在實(shí)施例中，柔性層設(shè)置。襯底一般可以由任何任意襯底材料制成，該襯底材料諸如是塑料材料和/或?qū)訅翰牧虾?或紙材料和/或陶瓷材料。可以可替換地或附加地使用其它材料，諸如金屬或薄膜設(shè)置。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“確定”涉及在實(shí)施例中半定量地或在另外的實(shí)施例中定量地測(cè)量測(cè)試樣品中的分析物的量。在實(shí)施例中，確定包括：估計(jì)當(dāng)使測(cè)試樣品與所述化學(xué)基質(zhì)接觸時(shí)在化學(xué)基質(zhì)中釋放或消耗的電子的量。估計(jì)在化學(xué)基質(zhì)中釋放或消耗的電子的量的方法從現(xiàn)有技術(shù)已知。在實(shí)施例中，借助于電化學(xué)傳感器來(lái)估計(jì)所釋放或消耗的電子的量。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“分析物”涉及存在于液體中的化學(xué)化合物。在實(shí)施例中，液體是如本文其它地方具體說(shuō)明的測(cè)試樣品。在實(shí)施例中，分析物是有機(jī)分子，在另外的實(shí)施例中，在存在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試化學(xué)性質(zhì)的情況下能夠經(jīng)歷氧化還原反應(yīng)的有機(jī)分子。在實(shí)施例中，分析物是對(duì)象的新陳代謝的分子，即，由發(fā)生在所述對(duì)象的至少一個(gè)組織中的至少一個(gè)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生和/或在該至少一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中消耗的分子。而且在實(shí)施例中，分析物是低分子量化學(xué)化合物，在另外的實(shí)施例中，具有小于5000u（1000Da；1.66×10^-24kg）的分子質(zhì)量的化學(xué)化合物，在另外的實(shí)施例中，該分子質(zhì)量小于1000u，在另外的實(shí)施例中，該分子質(zhì)量小于500u。即，在實(shí)施例中，分析物不是生物大分子。在另外的實(shí)施例中，分析物選自包括蘋果酸鹽、乙醇、抗壞血酸、膽固醇、甘油、尿素、3-羥基丁酸、乳酸鹽、丙酮酸鹽、酮、肌酐等的列表；仍在另外的實(shí)施例中，分析物是葡萄糖。在另外的實(shí)施例中，分析物是血糖。在實(shí)施例中，分析物是血糖，并且要確定的實(shí)際濃度為至少10mg/dL，至少50mg/dL，至少60mg/dL，至少70mg/dL，至少80mg/dL，至少90mg/dL或至少100mg/dL。在實(shí)施例中，分析物是葡萄糖，并且要確定的濃度在0mg/dL至800mg/dL的范圍中，或者在另外的實(shí)施例中，在10mg/dL至600mg/dL的范圍中，或者在另外的實(shí)施例中，50mg/dL至300mg/dL的范圍中。

術(shù)語(yǔ)“電極”為技術(shù)人員所理解，且指代傳感器元件的導(dǎo)電實(shí)體，其適配成與本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)接觸。在實(shí)施例中，電極布置成使得電極與至少一個(gè)化學(xué)基質(zhì)接觸；在另外的實(shí)施例中，電極與只一個(gè)化學(xué)基質(zhì)接觸。在實(shí)施例中，電極適配成接觸包括分析物的液體，在實(shí)施例中，如本文其它地方描述的體液測(cè)試樣品。電極可以是或可以包括一個(gè)或多個(gè)電極場(chǎng)，其完全或部分地處于化學(xué)基質(zhì)和/或包括分析物的液體中或與其接觸。電極場(chǎng)中的一個(gè)或多個(gè)可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)慕佑|引線（還稱為導(dǎo)電路徑）而接觸。在實(shí)施例中，電極具有只一個(gè)連續(xù)的表面區(qū)域，其可以適配成與化學(xué)基質(zhì)和/或體液接觸。每一個(gè)電極可以通過(guò)至少一個(gè)接觸引線而電氣接觸。在提供相同類型的多于一個(gè)電極的情況下，電極可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)接觸引線而接觸。因此，相同類型的兩個(gè)或更多電極可能通過(guò)同一個(gè)接觸引線而電氣接觸?？商鎿Q地，可以提供分離的接觸引線以用于接觸電極，諸如每電極至少一個(gè)分離的接觸引線。在實(shí)施例中，電極體現(xiàn)成使得電化學(xué)反應(yīng)可以發(fā)生在電極處。在另外的實(shí)施例中，電極體現(xiàn)成使得氧化反應(yīng)和/或還原反應(yīng)可以發(fā)生在電極處。

根據(jù)本發(fā)明的電極對(duì)的在實(shí)施例中至少一個(gè)電極、在另外的實(shí)施例中全部?jī)蓚€(gè)電極包括多層設(shè)置，其具有至少一個(gè)導(dǎo)電墊以及可選地具有至少一個(gè)附加層，該附加層部分地或在實(shí)施例中完全地覆蓋導(dǎo)電墊。所述至少一個(gè)可選的附加層可以包括如以下進(jìn)一步詳細(xì)概述的至少一個(gè)電極材料。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)導(dǎo)電墊包括以下金屬中的一個(gè)或多個(gè)：金、鎳、銅或鉑，或者導(dǎo)電碳同素異形體，比如石墨或玻璃碳。然而，可以附加地或可替換地使用其它類型的金屬或?qū)щ姴牧?。另外，可以使用多層設(shè)置，諸如用于改進(jìn)導(dǎo)電墊到襯底的粘附。

每一個(gè)電極的導(dǎo)電墊可以連接到一個(gè)或多個(gè)電氣導(dǎo)線和/或電氣過(guò)孔和/或連接到一個(gè)或多個(gè)電氣供給線或?qū)w線。由此，導(dǎo)電墊可以連接到傳感器元件的至少一個(gè)接觸墊，所述至少一個(gè)接觸墊適配用于將傳感器元件連接到至少一個(gè)測(cè)量設(shè)備，諸如與傳感器元件交互的手持測(cè)量設(shè)備。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“電極對(duì)”涉及兩個(gè)電極，其適配成在向傳感器元件施加測(cè)試樣品之后電路的一部分，所述兩個(gè)電極與潛在地存在于本發(fā)明的傳感器元件中的任何附加電極電氣絕緣。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“電氣絕緣”涉及所述電極對(duì)與潛在地存在于所述傳感器元件中的任何附加電極的分離，使得（i）電極對(duì)的第一電極與任何附加電極之間的電阻和（ii）電極對(duì)的第二電極與任何附加電極之間的電阻二者在向傳感器元件施加測(cè)試樣品之后為至少25kΩ，在實(shí)施例中，至少50kΩ，在另外的實(shí)施例中，至少100kΩ，或者在另外的實(shí)施例中，至少1MΩ。在實(shí)施例中，所述測(cè)試樣品是人類血液。在實(shí)施例中，傳感器元件包括如本文具體說(shuō)明的只一對(duì)電極。如本文其它地方所詳述的，電極對(duì)的第一電極（在本文中稱為“分析電極”）接觸活性化學(xué)基質(zhì)，并且所述電極對(duì)的第二電極（在本文中稱為“控制電極”）接觸非活性化學(xué)基質(zhì)。

在實(shí)施例中，本發(fā)明的電極對(duì)的電極包括相同的一種或多種材料。而且在實(shí)施例中，電極對(duì)的電極具有相同的活性表面區(qū)域。在另外的實(shí)施例中，電極對(duì)的電極被本質(zhì)上相同層厚度的化學(xué)基質(zhì)覆蓋，“本質(zhì)上相同層厚度”意味著活性和非活性化學(xué)基質(zhì)之間的至多20%、在另外的實(shí)施例中至多10%的差異。在另外的實(shí)施例中，電極對(duì)的電極被相同層厚度的化學(xué)基質(zhì)覆蓋。

在實(shí)施例中，本發(fā)明的傳感器元件中的至少一個(gè)電極對(duì)布置在面對(duì)面配置中。相應(yīng)地，在實(shí)施例中，第一電極和第二電極布置在毛細(xì)管元件的相對(duì)側(cè)上，所述毛細(xì)管元件適配成通過(guò)毛細(xì)管力接收體液的樣品和/或輸運(yùn)體液的樣品。在實(shí)施例中，第一和第二電極被布置為相對(duì)電極，使得第一電極的表面面向第二電極的表面。在另外的實(shí)施例中，第一電極和第二電極平行對(duì)準(zhǔn)。另外，第一和第二電極可以具有相同的尺寸，且可以具有未經(jīng)結(jié)構(gòu)化的形狀。第一電極可以在毛細(xì)管的完整長(zhǎng)度之上延伸。第二電極可以在毛細(xì)管的完整長(zhǎng)度之上延伸。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“毛細(xì)管的長(zhǎng)度”指代在傳感器元件內(nèi)的一個(gè)維度上毛細(xì)管的最大延伸。在實(shí)施例中，毛細(xì)管垂直于細(xì)長(zhǎng)傳感器元件方向而延伸，使得在該情況下毛細(xì)管的長(zhǎng)度指代垂直于細(xì)長(zhǎng)傳感器元件方向的毛細(xì)管的最大延伸。在可替換的實(shí)施例中，毛細(xì)管可以沿細(xì)長(zhǎng)測(cè)試元件方向延伸，使得在該情況下毛細(xì)管的長(zhǎng)度指代沿細(xì)長(zhǎng)傳感器元件方向的毛細(xì)管的最大延伸。面對(duì)面?zhèn)鞲衅髟牡谝浑姌O和第二電極布置成使得在毛細(xì)管填充期間，第一電極和第二電極被同時(shí)潤(rùn)濕。毛細(xì)管的填充容積的每增量dV的第一電極的潤(rùn)濕表面積增量dA1可以總是等于第二電極的潤(rùn)濕表面積增量dA2。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“毛細(xì)管填充”指代接收體液樣品的過(guò)程。在實(shí)施例中，第一電極和第二電極以及面對(duì)面?zhèn)鞲衅髟牡谝浑姌O和第二電極之間的毛細(xì)管形成電化學(xué)電池。電化學(xué)電池可以在毛細(xì)管的完整長(zhǎng)度之上延伸。

如技術(shù)人員已知的那樣，術(shù)語(yǔ)工作電極指代適配用于執(zhí)行至少一個(gè)電化學(xué)檢測(cè)反應(yīng)以用于檢測(cè)體液中的至少一個(gè)分析物的電極。如技術(shù)人員進(jìn)一步已知的那樣，術(shù)語(yǔ)反電極指代適配用于執(zhí)行至少一個(gè)電化學(xué)逆反應(yīng)的電極，所述至少一個(gè)電化學(xué)逆反應(yīng)適配用于平衡工作電極處的檢測(cè)反應(yīng)所要求的電流流動(dòng)。術(shù)語(yǔ)參考電極指代適配用于提供作為參考電勢(shì)的廣泛恒定的電極電勢(shì)（諸如通過(guò)提供具有恒定電極電勢(shì)的氧化還原系統(tǒng)）的電極。根據(jù)本發(fā)明，在由分析物和由本底反應(yīng)生成的信號(hào)的測(cè)量期間，分析電極是工作電極，并且控制電極是反電極。相應(yīng)地，在僅由本底反應(yīng)生成的信號(hào)的測(cè)量期間，控制電極是工作電極，并且分析電極是反電極。因此，在實(shí)施例中，傳感器元件不包括參考電極。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“對(duì)象”涉及脊椎動(dòng)物。在實(shí)施例中，對(duì)象是哺乳動(dòng)物，在另外的實(shí)施例中，是老鼠、大鼠、貓、狗、倉(cāng)鼠、豚鼠、綿羊、山羊、豬、牛或馬。仍在另外的實(shí)施例中，對(duì)象是靈長(zhǎng)類動(dòng)物。在另外的實(shí)施例中，對(duì)象是人類。在實(shí)施例中，對(duì)象受到或被懷疑受到與從至少一個(gè)分析物的正常值的可測(cè)量偏差相關(guān)聯(lián)的疾病或狀況的折磨。

術(shù)語(yǔ)“測(cè)試樣品”為技術(shù)人員所理解，且涉及對(duì)象的組織勻漿、組織液（間質(zhì)液）或體液的任何合適大小的子部分。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“體液”涉及對(duì)象的被已知包括或被懷疑包括本發(fā)明的分析物的所有體液，包括血液、血漿、血清、淚液、尿液、淋巴液、腦脊液、膽汁、糞便、汗液、間質(zhì)液和唾液。在實(shí)施例中，體液是血液、血漿或血清。體液測(cè)試樣品可以通過(guò)公知的技術(shù)（包括例如靜脈或動(dòng)脈穿刺、表皮穿刺等）而獲取。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“化學(xué)基質(zhì)”指代化合物的基質(zhì)，所述化合物包括取決于在存在分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的至少一個(gè)組分。設(shè)計(jì)化學(xué)基質(zhì)的各種可能性在本領(lǐng)域中是已知的。在這方面中，可以參照以上提到的現(xiàn)有技術(shù)文檔。具體地，可以參照J(rèn). Hoenes等人的：The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics，第10卷，增刊1，2008，S-10至S-26。然而，其它類型的化學(xué)基質(zhì)是可能的。

在實(shí)施例中，本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)適配成在存在分析物的情況下改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“電化學(xué)性質(zhì)”涉及測(cè)試化學(xué)性質(zhì)的任何性質(zhì)，其在存在分析物的情況下改變并且其可以被轉(zhuǎn)移到任何種類的電信號(hào)中。在實(shí)施例中，電化學(xué)性質(zhì)和/或可從其生成的信號(hào)的改變與測(cè)試樣品中的分析物的濃度成比例。在實(shí)施例中，電化學(xué)性質(zhì)是化學(xué)基質(zhì)的組分中的至少一個(gè)的氧化還原狀態(tài)，在實(shí)施例中，是如本文所描述的指示物試劑的氧化還原狀態(tài)。相應(yīng)地，在實(shí)施例中，檢測(cè)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。在另外的實(shí)施例中，檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)生作為中間體和/或產(chǎn)物的氧化還原當(dāng)量和/或電子。在另外的實(shí)施例中，電化學(xué)性質(zhì)是如本文所描述的經(jīng)還原或經(jīng)氧化的指示物試劑的濃度，即在實(shí)施例中，可測(cè)量的性質(zhì)是包括在測(cè)試化學(xué)性質(zhì)中的所述指示物試劑的氧化還原狀態(tài)。將如上所定義的電化學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)換成可被讀取為測(cè)量值的物理信號(hào)的方法在本領(lǐng)域中是公知的且被描述在例如EP 0 821 234、EP 0 974 303和US 2005/0023152中。在實(shí)施例中，電化學(xué)性質(zhì)包括指示分析物的濃度的安培法或庫(kù)侖法響應(yīng)。參見(jiàn)例如美國(guó)專利Nos. 5,108,564、4,919,770和6,054,039。

如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“氧化還原當(dāng)量”涉及對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)公知的常用在氧化還原化學(xué)中的概念。在實(shí)施例中，該術(shù)語(yǔ)涉及從氧化還原酶的底物轉(zhuǎn)移到氧化還原輔因子和/或從所述氧化還原輔因子轉(zhuǎn)移到氧化還原介體和/或從所述氧化還原介體轉(zhuǎn)移到指示物化合物和/或到電極的電子。

在實(shí)施例中，化學(xué)基質(zhì)是接觸至少一個(gè)電極的電化學(xué)的化學(xué)基質(zhì)。合適的電極、電極設(shè)置、電化學(xué)測(cè)試化學(xué)基質(zhì)的合適的另外化合物及其操作模式對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的，且被描述在例如WO 2007/071562 A1、US 2009/0198117 A1、WO 2007/071562 A1、WO 2014/001382 A1以及其中引用的文獻(xiàn)中。本發(fā)明設(shè)想到，電化學(xué)測(cè)試化學(xué)基質(zhì)包括：一個(gè)或多個(gè)試劑，用于與分析物反應(yīng)以產(chǎn)生表示測(cè)試樣品流體中分析物的存在的電化學(xué)信號(hào)。技術(shù)人員理解到，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)可以具有多于一個(gè)層，或者在實(shí)施例中，具有一個(gè)層。適當(dāng)?shù)膶釉O(shè)置在本領(lǐng)域中是公知的。

在實(shí)施例中，化學(xué)基質(zhì)此外包括氧化還原輔因子和/或指示物試劑，其能夠在存在氧化還原當(dāng)量的情況下引出至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)中的改變。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“氧化還原輔因子”指代可充當(dāng)用于經(jīng)酶轉(zhuǎn)移的氧化還原當(dāng)量的受體的分子，并且特別地，指代氫化物（H^-）。在實(shí)施例中，氧化還原輔因子是吡咯喹啉醌（PQQ, CAS NO: 72909-34-3）、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，CAS NO: 53-84-9）或黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD, CAS NO: 146-14-5）。將理解到，要包括在本發(fā)明的測(cè)試化學(xué)基質(zhì)中的氧化還原輔因子取決于要設(shè)想到的脫氫酶的性質(zhì)。例如，PQQ與PQQ相關(guān)脫氫酶組合在根據(jù)本發(fā)明的組成中，NAD與NAD相關(guān)脫氫酶組合在根據(jù)本發(fā)明的組成中，并且FAD與FAD相關(guān)脫氫酶組合在根據(jù)本發(fā)明的組成中。在實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的氧化還原輔因子還可以是PQQ、NAD或FAD的衍生物。NAD的典型衍生物是在關(guān)于所公開(kāi)的NAD/NADH和/或NADP/NADPH衍生物通過(guò)引用并入本文的WO 2007/012494中公開(kāi)的那些衍生物。在另外的實(shí)施例中，依照本發(fā)明的氧化還原輔因子是如WO 2007/012494中公開(kāi)的carbaNAD。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“能夠在存在氧化還原當(dāng)量的情況下引出至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)中的改變的指示物試劑”指代在存在氧化還原當(dāng)量的情況下能夠經(jīng)歷至少一個(gè)可測(cè)量性質(zhì)中的改變（在實(shí)施例中，可作為化學(xué)基質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)而測(cè)量的改變）的分子。

在實(shí)施例中，如上提到的指示物試劑能夠?qū)⒀趸€原當(dāng)量直接或間接（即經(jīng)由另外的介體）從氧化還原輔因子轉(zhuǎn)移到電極。在后一種情況下，氧化還原當(dāng)量從指示物試劑轉(zhuǎn)移到中間介體，中間介體隨后將氧化還原當(dāng)量轉(zhuǎn)移到電極。將理解到，可以使用多于一個(gè)介體。例如，試劑可以將氧化還原當(dāng)量轉(zhuǎn)移到第一介體，第一介體隨后將氧化還原當(dāng)量轉(zhuǎn)移到第二介體，并且所述第二介體然后將氧化還原當(dāng)量轉(zhuǎn)移到電極。將理解到，在這樣的介體級(jí)聯(lián)中，可以使用多于兩個(gè)介體。在另外的實(shí)施例中，指示物試劑能夠?qū)⒀趸€原當(dāng)量直接從氧化還原輔因子轉(zhuǎn)移到電極?？稍诒景l(fā)明的上下文中應(yīng)用的介體在本領(lǐng)域中是公知的，且包括例如鐵氰化鉀、醌類衍生物、耐爾（Nile）藍(lán)（CAS NO: 3625-57-8）、麥爾多拉（Meldola’s）藍(lán)（CAS NO: 7057-57-0）、如EP 1 457 572 B1中公開(kāi)的鋨配合物、過(guò)渡金屬配合物（諸如氯化釕六胺）或亞硝基苯胺衍生物。

在本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)的實(shí)施例中，所述化學(xué)基質(zhì)還包括至少一個(gè)穩(wěn)定劑、清潔劑、膨脹劑、成膜劑、氧化劑和/或固體顆粒。要在本發(fā)明的組成中使用的合適穩(wěn)定劑、清潔劑、膨脹劑、成膜劑、氧化劑和/或固體顆粒對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)清潔劑選自包括以下各項(xiàng)的組：N-油?；?N-甲基牛磺酸鈉、N-辛?；?N-甲基葡萄糖胺、Mega 8（N-甲基-N-辛?；咸烟前罚?、多庫(kù)脂鈉（DONS）、Rhodapex?（在實(shí)施例中，CO-433或CO-436）。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)膨脹劑選自包括以下各項(xiàng)的組：甲基乙烯基醚馬來(lái)酸酐共聚物、黃原膠和甲基乙烯基醚馬來(lái)酸共聚物。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)成膜劑選自包括以下各項(xiàng)的組：聚乙烯丙酸酯分散物、聚乙烯酯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚苯乙烯和混合聚合產(chǎn)物也是合適的，諸如丁二烯、苯乙烯或馬來(lái)酸酯的混合聚合產(chǎn)物。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)固體顆粒選自包括以下各項(xiàng)的組：硅石顆粒（特別是二氧化硅、硅酸鈉或硅酸鋁）、硅藻土、金屬氧化物（特別是氧化鈦和/或氧化鋁）、合成氧化物材料（特別地，氧化物材料的納米顆粒，諸如二氧化硅、氧化鋁或氧化鈦的納米顆粒）、高嶺土、粉狀玻璃、無(wú)定形硅石、硫酸鈣和硫酸鋇。

在實(shí)施例中，可以通過(guò)首先在溶劑或溶劑的混合物中溶解化學(xué)基質(zhì)的組分來(lái)提供根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)。在另外的實(shí)施例中，所述溶劑或溶劑的混合物隨后通過(guò)合適的處理而去除，使得剩余的組成本質(zhì)上沒(méi)有所述溶劑或溶劑混合物。本發(fā)明要在實(shí)施例中設(shè)想到的合適處理包括熱處理、蒸發(fā)技術(shù)、冷凍干燥等。在實(shí)施例中，所設(shè)想到的處理是熱處理，并且特別地，是在以下條件下的熱處理：在大約60℃或更高處達(dá)大致20至45分鐘的熱處理，或者利用熱循環(huán)的在大約95℃處達(dá)大致1至2分鐘的熱處理；20至200微米或更小的化學(xué)基質(zhì)厚度；在1巴或0.1巴的壓強(qiáng)處。而且，將理解到，為了保持化學(xué)基質(zhì)處于干燥條件下，在實(shí)施例中，在存在催干劑（即，干燥劑）的情況下實(shí)施存儲(chǔ)。在實(shí)施例中，合適的催干劑包含硅膠、沸石、碳酸鈣或硫酸鎂。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“活性化學(xué)基質(zhì)”涉及包括如本文具體說(shuō)明的組分的本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)，包括在存在分析物的情況下有活性的酶活性。相應(yīng)地，術(shù)語(yǔ)“非活性化學(xué)基質(zhì)”涉及不包括在存在所述分析物的情況下有活性的所述酶活性的本發(fā)明的化學(xué)基質(zhì)。本發(fā)明的非活性化學(xué)基質(zhì)至少包括如本文中所提到的指示物試劑，在實(shí)施例中，以與其存在于活性化學(xué)基質(zhì)中時(shí)相同的濃度，并且，本發(fā)明的非活性化學(xué)基質(zhì)具有與活性化學(xué)基質(zhì)類似的粘度，在實(shí)施例中，與活性化學(xué)基質(zhì)相同的粘度。在另外的實(shí)施例中，非活性化學(xué)基質(zhì)包括與活性化學(xué)基質(zhì)相同的氧化還原輔因子，在實(shí)施例中，以與其存在于活性化學(xué)基質(zhì)中時(shí)相同的濃度。仍在另外的實(shí)施例中，非活性化學(xué)基質(zhì)包括與活性化學(xué)基質(zhì)相同的成膜劑，在實(shí)施例中，以與其存在于活性基質(zhì)中時(shí)相同的濃度。技術(shù)人員理解到，為了使干擾補(bǔ)償盡可能完全，活性和非活性化學(xué)基質(zhì)典型地盡可能類似，除了本發(fā)明的酶活性的存在或缺失。本發(fā)明的非活性化學(xué)基質(zhì)可以具有與活性化學(xué)基質(zhì)類似的擴(kuò)散特性或甚至相同的擴(kuò)散特性。相應(yīng)地，在實(shí)施例中，活性化學(xué)基質(zhì)的組成與非活性化學(xué)基質(zhì)的組成的不同之處僅在于活性化學(xué)基質(zhì)中的所述酶活性的存在。而且在實(shí)施例中，活性化學(xué)基質(zhì)包括具有所述酶活性的多肽，并且非活性化學(xué)基質(zhì)包括不具有所述酶活性的多肽。在另外的實(shí)施例中，不具有所述酶活性的多肽是具有所述酶活性的所述多肽的滅活形式。在另外的實(shí)施例中，不具有所述酶活性的多肽是非催化活性的多肽，例如牛血清白蛋白。

在實(shí)施例中，活性化學(xué)基質(zhì)和非活性化學(xué)基質(zhì)布置在傳感器元件中，使得包含第一和第二電極以及所述活性和非活性化學(xué)基質(zhì)的電路可以在施加測(cè)試樣品之后閉合。在實(shí)施例中，活性和非活性化學(xué)基質(zhì)布置成彼此相鄰。在另外的實(shí)施例中，活性和非活性化學(xué)基質(zhì)布置成彼此相鄰，使得全部?jī)蓚€(gè)化學(xué)基質(zhì)同時(shí)被測(cè)試樣品潤(rùn)濕。在另外的實(shí)施例中，活性化學(xué)基質(zhì)和非活性化學(xué)基質(zhì)布置在面對(duì)面布置中，如本文其它地方所描述的。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“酶活性”涉及對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行催化的生物分子的活性，所述生物在實(shí)施例中為生物大分子，在另外的實(shí)施例中為多肽。在實(shí)施例中，酶活性是氧化還原酶活性，在另外的實(shí)施例中，是脫氫酶活性。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“脫氫酶活性”指代下述酶活性：其通過(guò)向如本文其它地方提到的氧化還原輔因子或從該氧化還原輔因子在一步機(jī)制中轉(zhuǎn)移氫化物（H^-）或在兩步機(jī)制中轉(zhuǎn)移H⁺/e^-作為氧化還原當(dāng)量，來(lái)催化底物的氧化或還原。在實(shí)施例中，脫氫酶活性通過(guò)向受體分子（在實(shí)施例中，向如本文其它地方提到的氧化還原輔因子）轉(zhuǎn)移氫化物（H^-）作為氧化還原當(dāng)量來(lái)催化底物的氧化。典型的脫氫酶活性是取決于氧化還原輔因子（或有時(shí)稱為輔酶）（諸如吡咯喹啉醌（PQQ）、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）或其衍生物）或黃素輔因子（諸如黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）或黃素單核苷酸（FMN））的那些脫氫酶活性。典型的脫氫酶活性特別是乳酸脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.27或1.1.1.28）、葡萄糖脫氫酶（參見(jiàn)下文）、乙醇脫氫酶（EC號(hào)EC號(hào)1.1.1.1或1.1.1.2）、L-氨基酸脫氫酶（EC號(hào)1.4.1.5）、甘油脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.6）、蘋果酸脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.37）、3-羥基丁酸脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.30）、山梨醇脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.14）或膽固醇脫氫酶的那些脫氫酶活性。

在另外的實(shí)施例中，脫氫酶活性是葡萄糖脫氫酶的活性。在另外的實(shí)施例中，所述葡萄糖脫氫酶選自包括以下各項(xiàng)的組：葡萄糖脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.47）、醌蛋白葡萄糖脫氫酶（EC號(hào)1.1.5.2）（特別是吡咯喹啉醌（PQQ）相關(guān)葡萄糖脫氫酶（EC號(hào)1.1.5.2））、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.49）、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）相關(guān)葡萄糖脫氫酶（EC號(hào)1.1.1.119）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）相關(guān)葡萄糖脫氫酶（EC號(hào)1.1.99.10）或其酶活性突變體。

有利地，在構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)的工作中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用具有兩個(gè)電極（其中一個(gè)電極接觸包括在存在分析物的情況下有活性的酶的化學(xué)基質(zhì)，并且其中第二個(gè)電極接觸不包括所述酶的化學(xué)基質(zhì)）的配置的傳感器元件，并且通過(guò)以給定極性測(cè)量電氣參數(shù)一次、接著以反轉(zhuǎn)的極性進(jìn)行測(cè)量，可以容易地補(bǔ)償干擾（即，不由分析物上的酶活性引起的信號(hào)）。電極數(shù)目的減少減小了總體測(cè)量誤差，且還降低了制造的復(fù)雜度以及因而降低了制造成本。

以上作出的定義在作必要修正的情況下適用于下文。以下進(jìn)一步作出的附加定義和解釋同樣在作必要修正的情況下適用于本說(shuō)明書中描述的所有實(shí)施例。

本發(fā)明還涉及一種檢測(cè)測(cè)試樣品中的至少一個(gè)分析物的方法，所述方法包括以下步驟：

a）使所述測(cè)試樣品接觸（i）到活性化學(xué)基質(zhì)，其取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)接觸第一電極；以及（ii）到非活性化學(xué)基質(zhì)，所述非活性化學(xué)基質(zhì)接觸第二電極，

b）閉合包括所述第一和第二電極以及所述活性和非活性化學(xué)基質(zhì)的電路，接著確定所述至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的第一值，

c）反轉(zhuǎn)b）的電路的電氣極性，接著確定所述至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的第二值，以及

d）基于所述第一值和基于所述第二值檢測(cè)所述至少一個(gè)分析物。

在實(shí)施例中，本發(fā)明的方法是體外方法。而且，其可以包括除以上明確提到的那些步驟外的步驟。例如，另外的步驟可以涉及例如針對(duì)步驟a）而獲取測(cè)試樣品，或重復(fù)步驟b）和/或步驟c）。而且，所述步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以由自動(dòng)化裝備執(zhí)行。

術(shù)語(yǔ)“接觸”為技術(shù)人員所理解且涉及使兩個(gè)元件物理接觸，從而允許所述元件或其組件交互。

本發(fā)明的方法要求以給定極性對(duì)至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的值的至少一個(gè)測(cè)量以及以反轉(zhuǎn)的極性對(duì)所述至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的值的至少一個(gè)測(cè)量。技術(shù)人員理解到，所述測(cè)量可以被重復(fù)以便提高結(jié)果的準(zhǔn)確度。而且，可以包括附加步驟，例如在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)測(cè)量和/或以第一和第二極性進(jìn)行的測(cè)量之間的無(wú)電壓中斷。在實(shí)施例中，所述中斷被設(shè)置成持續(xù)達(dá)至少0.5s，在另外的實(shí)施例中，達(dá)至少1s，仍在另外的實(shí)施例中，達(dá)至少2s，或者在另外的實(shí)施例中，達(dá)至少3s。在實(shí)施例中，針對(duì)所述測(cè)量和/或無(wú)電壓中斷的時(shí)間范圍是0.1s至10s，在另外的實(shí)施例中，1s至8s，或者在另外的實(shí)施例中，2至5s。技術(shù)人員理解到，在要應(yīng)用多于一個(gè)測(cè)量循環(huán)的情況下，還可以在所述測(cè)量循環(huán)之間包括測(cè)量和/或無(wú)電壓中斷。

有利地，在構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)的工作中發(fā)現(xiàn)，包括提供以第一和第二極性進(jìn)行的測(cè)量之間的無(wú)電壓中斷的步驟的實(shí)施例允許反應(yīng)產(chǎn)物（特別地，氧化還原產(chǎn)物，在實(shí)施例中，（一個(gè)或多個(gè)）氧化還原指示物）遠(yuǎn)離電極而擴(kuò)散。因此，包括所述中斷減小了由在電極處形成的氧化還原產(chǎn)物的逆反應(yīng)導(dǎo)致的電流，其否則可能疊加在由潛在地存在的干擾化合物引發(fā)的電流上。

根據(jù)本發(fā)明，適合于使用所述第一和第二值補(bǔ)償干擾的任何數(shù)學(xué)和/或計(jì)量方法可用于檢測(cè)感興趣的分析物；例如，可以針對(duì)第一和第二值的特定對(duì)而建立校準(zhǔn)曲線集合；或者可以設(shè)置檢測(cè)電路，使得由本底化學(xué)反應(yīng)生成的信號(hào)被測(cè)量設(shè)備補(bǔ)償。相應(yīng)地，將不總是必需的是，從本底化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)到的值實(shí)際上被放出到用戶或評(píng)估單元。在實(shí)施例中，檢測(cè)分析物包括計(jì)算根據(jù)本發(fā)明的方法確定的第一值和第二值之間的差異。而且在實(shí)施例中，檢測(cè)分析物包括將所測(cè)量的值與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)在實(shí)施例中已經(jīng)通過(guò)在被擾亂的條件下（即，在實(shí)施例中，在存在干擾化合物的情況下）確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)而獲取。在另外的實(shí)施例中，檢測(cè)分析物包括計(jì)算應(yīng)用第一和第二極性所測(cè)量到的值之間的加權(quán)差異，其中加權(quán)因子通過(guò)在被擾亂的條件下（即，在實(shí)施例中，在存在干擾化合物的情況下）確定校準(zhǔn)數(shù)據(jù)而獲取。

在實(shí)施例中，利用根據(jù)本發(fā)明的方法檢測(cè)分析物包括施加電壓，在另外的實(shí)施例中，施加DC電壓。在另外的實(shí)施例中，利用根據(jù)本發(fā)明的方法檢測(cè)分析物包括測(cè)量由所述電壓施加引起的電流。以第二極性施加的電壓在實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于以第一極性施加的電壓±40%，在另外的實(shí)施例中，±20%，或者仍在另外的實(shí)施例中，±10%。在另外的實(shí)施例中，所施加的電壓在全部?jī)蓚€(gè)極性中具有相同的數(shù)值。

技術(shù)人員理解到，本發(fā)明的方法可以使用包括所具體說(shuō)明的特征的任何設(shè)備而付諸實(shí)踐。相應(yīng)地，本發(fā)明的方法可以例如在實(shí)施例中還使用具有多于兩個(gè)電極的常規(guī)測(cè)試條而執(zhí)行，該多于兩個(gè)電極中的至少一個(gè)電極接觸包括在存在分析物的情況下有活性的酶活性的化學(xué)基質(zhì)，并且該多于兩個(gè)電極中的至少一個(gè)電極接觸不包括在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性的化學(xué)基質(zhì)。在另外的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法使用本發(fā)明的傳感器元件而付諸實(shí)踐。

而且，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)測(cè)試樣品中的至少一個(gè)分析物的測(cè)試設(shè)備，包括：

i）用于傳感器元件的容器，所述傳感器元件包括至少兩個(gè)電極以及活性和非活性化學(xué)基質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)，并且第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)，以及

ii）用于根據(jù)本發(fā)明的方法確定包括在所述傳感器元件中的至少一個(gè)指示物試劑的電化學(xué)性質(zhì)的部件。

如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“測(cè)試設(shè)備”涉及在原理上在本領(lǐng)域中已知的測(cè)試設(shè)備，然而，其適配成根據(jù)本發(fā)明的方法測(cè)量如上文中具體說(shuō)明的電化學(xué)性質(zhì)的分析物引發(fā)的改變。相應(yīng)地，本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備包括用于傳感器元件的至少一個(gè)容器和用于確定在存在分析物的情況下改變的化學(xué)基質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)的至少一個(gè)部件，其中所述傳感器元件包括（i）至少兩個(gè)電極以及（ii）活性和非活性化學(xué)基質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)；并且其中在所述傳感器元件中第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)；并且第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)。在實(shí)施例中，本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備包括用于本發(fā)明的傳感器元件的至少一個(gè)容器。在實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備還包括電源單元，在實(shí)施例中，電壓源，例如在實(shí)施例中，電池和/或蓄電池和/或安培計(jì)。在實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備是診斷測(cè)試設(shè)備。在實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備還包括用于確定環(huán)境參數(shù)的至少一個(gè)傳感器。在另外的實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備還包括用于確定環(huán)境溫度的至少一個(gè)溫度傳感器。而且在實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備是手持測(cè)試設(shè)備。

術(shù)語(yǔ)“容器”為技術(shù)人員已知且涉及被成形用于接收至少一個(gè)傳感器元件（在實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件）的測(cè)試設(shè)備的元件，其提供如適于檢測(cè)體液中的分析物的一個(gè)或多個(gè)連接器和/或接觸件，并且在實(shí)施例中，其適配成將測(cè)試元件定位在其中體液的測(cè)試樣品可施加到測(cè)試元件的至少一個(gè)施加位置中。測(cè)試元件容器的具體實(shí)施例將取決于測(cè)試元件的種類和其中使用的測(cè)試化學(xué)性質(zhì)。因此，作為示例，測(cè)試元件容器可以是或可以包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：用于完全或部分地插入所述至少一個(gè)測(cè)試元件（在實(shí)施例中，條形測(cè)試元件）的插槽；完全或部分地接收所述至少一個(gè)測(cè)試元件的殼體內(nèi)的開(kāi)放空間；用于接收一個(gè)或多個(gè)測(cè)試元件的彈倉(cāng)；用于保持和/或移動(dòng)測(cè)試元件中的一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)向件。

技術(shù)人員理解到，本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備可以適配成結(jié)合包括所具體說(shuō)明的特征的任何傳感器元件而使用。相應(yīng)地，本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備可以例如還適配成結(jié)合具有多于兩個(gè)電極的常規(guī)測(cè)試條而使用，該多于兩個(gè)電極中的至少第一電極接觸活性化學(xué)基質(zhì)，并且該多于兩個(gè)電極中的至少第二電極接觸非活性化學(xué)基質(zhì)。在另外的實(shí)施例中，本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備適配成結(jié)合本發(fā)明的傳感器元件而使用。

另外，本發(fā)明涉及一種測(cè)試系統(tǒng)，包括：

i）包括至少兩個(gè)電極以及活性和非活性化學(xué)基質(zhì)的傳感器元件，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)，并且第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)，以及

ii）設(shè)備，包括用于a）的傳感器元件的容器和用于根據(jù)本發(fā)明的方法確定包括在所述傳感器元件中的至少一個(gè)指示物試劑的電化學(xué)性質(zhì)的部件。

而且，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件、根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)于檢測(cè)至少一個(gè)分析物的用途。

本發(fā)明還公開(kāi)和提出了一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于當(dāng)程序在計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行本文所附的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)中的根據(jù)本發(fā)明的方法。具體地，計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)載體上。因此，具體地，如上所指示的方法步驟a）至d）中的一個(gè)、多于一個(gè)或甚至全部可以通過(guò)使用計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（在實(shí)施例中，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)程序）而執(zhí)行。

本發(fā)明還公開(kāi)和提出了一種具有程序代碼部件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以便當(dāng)程序在計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行本文所附的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)中的根據(jù)本發(fā)明的方法。具體地，程序代碼部件可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)載體上。

另外，本發(fā)明公開(kāi)和提出了一種具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在其上的數(shù)據(jù)載體，其在加載到計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中（諸如，加載到計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作存儲(chǔ)器或主存儲(chǔ)器中）之后可以運(yùn)行根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的方法。

本發(fā)明還提出和公開(kāi)了一種具有存儲(chǔ)在機(jī)器可讀載體上的程序代碼部件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以便當(dāng)程序在計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的方法。如本文所使用的，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品指代作為可交易產(chǎn)品的程序。產(chǎn)品可以一般以任意格式存在，諸如以紙張格式存在或者在計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)載體上存在。具體地，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以分布在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之上。

最后，本發(fā)明提出和公開(kāi)了一種經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)，其包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可讀的指令，用于執(zhí)行根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的方法。

在實(shí)施例中，參照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方面，根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的方法的方法步驟中的一個(gè)或多個(gè)或者方法步驟中的甚至全部可以通過(guò)使用計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而執(zhí)行。因此，一般地，包括數(shù)據(jù)的提供和/或操縱的任何方法步驟可以通過(guò)使用計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而執(zhí)行。一般地，這些方法步驟可以包括任何方法步驟，典型地除了要求手動(dòng)工作的方法步驟，諸如提供測(cè)試樣品和/或執(zhí)行實(shí)際測(cè)量的某些方面。

具體地，本發(fā)明還公開(kāi)了：

– 包括至少一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中處理器適配成執(zhí)行根據(jù)本描述中所描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法，

– 計(jì)算機(jī)可加載數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其適配成在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的同時(shí)執(zhí)行根據(jù)本描述中所描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法，

– 計(jì)算機(jī)程序，其中計(jì)算機(jī)程序適配成在程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的同時(shí)執(zhí)行根據(jù)本描述中所描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法，

– 計(jì)算機(jī)程序，包括用于在計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上或在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的同時(shí)執(zhí)行根據(jù)本描述中所描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法的程序部件，

– 包括根據(jù)前述實(shí)施例的程序部件的計(jì)算機(jī)程序，其中程序部件存儲(chǔ)在對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)上，

– 存儲(chǔ)介質(zhì)，其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上，并且其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適配成在已經(jīng)被加載到計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主儲(chǔ)存器和/或工作儲(chǔ)存器中之后執(zhí)行根據(jù)本描述中所描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法，以及

– 具有程序代碼部件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中程序代碼部件可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上，或被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上，以用于執(zhí)行根據(jù)本描述中所描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法，如果程序代碼部件在計(jì)算機(jī)上或在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的話。

本說(shuō)明書中引用的所有參考文獻(xiàn)關(guān)于其完整的公開(kāi)內(nèi)容和本說(shuō)明書中具體提到的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。

總結(jié)本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)，設(shè)想到以下實(shí)施例：

實(shí)施例1：一種用于確定至少一個(gè)分析物的傳感器元件，包括電極對(duì)以及至少活性和非活性化學(xué)基質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，

（i）其中所述電極對(duì)包括與其它電極電氣絕緣的兩個(gè)電極，

（ii）其中所述活性化學(xué)基質(zhì)包括所述酶活性并且其中所述非活性化學(xué)基質(zhì)不包括所述酶活性，并且

（iii）其中所述電極對(duì)的第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)，并且其中所述電極對(duì)的第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)。

實(shí)施例2：實(shí)施例1的傳感器元件，其中所述活性化學(xué)基質(zhì)的組成與所述非活性化學(xué)基質(zhì)的組成的不同之處僅在于所述酶活性的存在。

實(shí)施例3：實(shí)施例1或2的傳感器元件，其中所述活性化學(xué)基質(zhì)包括具有所述酶活性的多肽，并且其中所述非活性化學(xué)基質(zhì)包括不具有所述酶活性的多肽。

實(shí)施例4：實(shí)施例3的傳感器元件，其中所述不具有所述酶活性的多肽是所述具有所述酶活性的多肽的滅活形式。

實(shí)施例5：實(shí)施例1至4中任一個(gè)的傳感器元件，包括只一對(duì)電極。

實(shí)施例6：實(shí)施例1至5中任一個(gè)的傳感器元件，其中所述至少一個(gè)分析物是葡萄糖。

實(shí)施例7：實(shí)施例1至6中任一個(gè)的傳感器元件，其中所述具有所述酶活性的多肽是葡萄糖脫氫酶。

實(shí)施例8：實(shí)施例1至7中任一個(gè)的傳感器元件，其中所述化學(xué)基質(zhì)還包括至少一個(gè)氧化還原輔因子。

實(shí)施例9：實(shí)施例1至8中任一個(gè)的傳感器元件，其中傳感器元件是面對(duì)面?zhèn)鞲衅髟?/p>

實(shí)施例10：一種檢測(cè)測(cè)試樣品中的至少一個(gè)分析物的方法，所述方法包括以下步驟：

a）使所述測(cè)試樣品接觸（i）到活性化學(xué)基質(zhì)，其取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)接觸第一電極；以及（ii）到非活性化學(xué)基質(zhì)，所述非活性化學(xué)基質(zhì)接觸第二電極，

b）閉合包括所述第一和第二電極以及所述活性和非活性化學(xué)基質(zhì)的電路，接著確定所述至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的第一值，

c）反轉(zhuǎn)b）的電路的電氣極性，接著確定所述至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)的第二值，以及

d）基于所述第一值和基于所述第二值檢測(cè)所述至少一個(gè)分析物。

實(shí)施例11：實(shí)施例10的方法，其中檢測(cè)所述至少一個(gè)分析物包括計(jì)算在步驟b）中確定的所述第一值與在步驟c）中確定的所述第二值之間的差異。

實(shí)施例12：實(shí)施例10或11的方法，其中步驟b）包括向所述電路施加電壓。

實(shí)施例13：實(shí)施例12的方法，其中步驟c）包括向所述電路施加相對(duì)于步驟b）的電壓反轉(zhuǎn)的電壓。

實(shí)施例14：實(shí)施例10至13任一個(gè)的方法，其中在步驟b）中施加的電壓電平本質(zhì)上與在步驟c）中相同。

實(shí)施例15：一種用于檢測(cè)測(cè)試樣品中的至少一個(gè)分析物的測(cè)試設(shè)備，包括：

（i）用于傳感器元件的容器，所述傳感器元件包括至少兩個(gè)電極以及活性和非活性化學(xué)基質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)，并且第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)，以及

（ii）用于根據(jù)實(shí)施例10至14中任一個(gè)的方法確定包括在所述傳感器元件中的所述至少一個(gè)指示物試劑的電化學(xué)性質(zhì)的部件。

實(shí)施例16：一種測(cè)試系統(tǒng)，包括：

（i）傳感器元件，包括至少兩個(gè)電極以及活性和非活性化學(xué)基質(zhì)，所述活性化學(xué)基質(zhì)取決于在存在所述分析物的情況下有活性的酶活性而改變至少一個(gè)電化學(xué)性質(zhì)，第一電極接觸所述活性化學(xué)基質(zhì)，并且第二電極接觸所述非活性化學(xué)基質(zhì)，以及

（ii）測(cè)試設(shè)備，包括用于a）的傳感器元件的容器和用于根據(jù)實(shí)施例10至14中任一個(gè)的方法確定包括在所述傳感器元件中的所述化學(xué)基質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)的部件。

實(shí)施例17：實(shí)施例16的系統(tǒng)，其中傳感器元件是根據(jù)實(shí)施例1至9中任一個(gè)的傳感器元件。

實(shí)施例18：根據(jù)實(shí)施例1至9中任一個(gè)的傳感器元件、根據(jù)實(shí)施例15的測(cè)試設(shè)備或根據(jù)實(shí)施例16或17的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于檢測(cè)至少一個(gè)分析物的用途。

實(shí)施例19：實(shí)施例1至9中任一個(gè)的傳感器元件，其中所述傳感器元件不包括參考電極。

實(shí)施例20：實(shí)施例1至9和19中任一個(gè)的傳感器元件，其中所述電極對(duì)與潛在地存在于所述傳感器元件中的任何附加電極絕緣，使得在向傳感器元件施加測(cè)試樣品之后，（i）電極對(duì)的第一電極與任何附加電極之間的電阻和（ii）電極對(duì)的第二電極與任何附加電極之間的電阻二者為至少25kΩ。

實(shí)施例21：實(shí)施例10至14中任一個(gè)的方法，其使用根據(jù)權(quán)利要求1至9和19至20中任一個(gè)的傳感器元件而付諸實(shí)踐。

附圖說(shuō)明

將在隨后的實(shí)施例描述中更加詳細(xì)地公開(kāi)本發(fā)明的另外的可選特征和實(shí)施例。其中，相應(yīng)的可選特征（例如在從屬權(quán)利要求中描述的那些特征）可以以隔離的方式以及以任何任意可行組合實(shí)現(xiàn)，如技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣。本發(fā)明的范圍不受示例中所描述的實(shí)施例約束。在圖中示意性地描繪了實(shí)施例。其中，這些圖中的相同參考標(biāo)號(hào)指代相同或功能上相當(dāng)?shù)脑?/p>

在附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件的示例性實(shí)施例的示意性視圖；A：頂視圖，B：沿軸A-A'的橫截面視圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件的另一示例性實(shí)施例的示意性頂視圖；

圖3示出連接到穩(wěn)壓器的面對(duì)面電極設(shè)置的示意性橫截面視圖。

圖4示出本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試設(shè)備的示例性實(shí)施例的示意性橫截面視圖。

圖5示出本發(fā)明的干擾補(bǔ)償測(cè)量的基礎(chǔ)原理的示意性表示；EM：指示物試劑（電介體），IF：干擾化合物（氧化還原活性的）；干擾化合物的貢獻(xiàn)在全部?jī)蓚€(gè)極性中相同，而葡萄糖僅貢獻(xiàn)于在施加正電壓的情況下測(cè)量到的電流。

圖6示出表示在施加在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試元件上的兩個(gè)電極之間指示的電壓之后測(cè)量到的電流的曲線圖。x軸：以s為單位的時(shí)間（t），y軸：以μA為單位測(cè)量的電流（A）或以mV為單位施加的電壓（U）。點(diǎn)線：所施加的電壓；實(shí)線：使用具有120mg/dL葡萄糖的溶液作為樣品而測(cè)量到的電流，虛線：使用具有30mg/dL葡萄糖+30mg/dL抗壞血酸的溶液作為樣品而測(cè)量到的電流。

圖7示出表示在施加在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試元件上的兩個(gè)電極之間指示的電壓之后測(cè)量到的電流的曲線圖。x軸：以mV為單位施加的電壓（U），y軸：以μA為單位測(cè)量的電流（I），采樣時(shí)間t=5s；樣品是：三角形：葡萄糖（600mg/dL）；菱形：抗壞血酸（100mg/dL）。針對(duì)每一個(gè)樣品測(cè)量了兩個(gè)測(cè)試條。

圖8示出表示在施加和保持在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試元件上的兩個(gè)電極之間指示的電壓之后測(cè)量到的電流的曲線圖。x軸：以ms為單位應(yīng)用的時(shí)間（t），y軸：以μA為單位測(cè)量的電流（I）；菱形：使用具有120mg/dL葡萄糖的溶液作為樣品而測(cè)量到的電流，三角形：使用具有30mg/dL葡萄糖+30mg/dL抗壞血酸的溶液作為樣品而測(cè)量到的電流。

具體實(shí)施方式

在圖1中，描繪了傳感器元件110的示例性實(shí)施例的示意性視圖。在該示例性實(shí)施例中，傳感器元件110被設(shè)計(jì)為測(cè)試條。然而，附加地或可替換地，可以使用其它類型的傳感器元件110，諸如測(cè)試帶和/或測(cè)試盤。

如以上概述的，傳感器元件110包括：接觸活性化學(xué)基質(zhì)116的至少一個(gè)第一電極112；以及接觸非活性化學(xué)基質(zhì)118的至少一個(gè)第二電極114。第一電極112和第二電極114二者位于作為支撐層的襯底124上。技術(shù)人員理解到，傳感器元件110還可以以封閉形式體現(xiàn)，其中傳感器元件包括將測(cè)試樣品126引導(dǎo)至活性化學(xué)基質(zhì)116和非活性化學(xué)基質(zhì)118的毛細(xì)管元件?；钚曰瘜W(xué)基質(zhì)116和非活性化學(xué)基質(zhì)118可以與彼此直接接觸（如圖1和2中所示），或者在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，與彼此間隔開(kāi)。第一電極112在未被活性化學(xué)基質(zhì)116覆蓋的端部處包括第一電極120的接觸元件。第二電極114在未被非活性化學(xué)基質(zhì)118覆蓋的端部處包括第二電極122的接觸元件。這些接觸元件120、122可以用于將傳感器元件110導(dǎo)電連接到用于確定分析物的測(cè)量單元。

圖2中描繪的示例性傳感器元件110包括與圖1中描繪的示例性傳感器元件相同的元件。然而，元件的空間布置是不同的。

在圖3中，描繪了傳感器元件110的另一示例性實(shí)施例的示意性橫截面視圖。在該示例性實(shí)施例中，傳感器元件110以面對(duì)面配置設(shè)計(jì)。面對(duì)面?zhèn)鞲衅髟?10包括與圖1或2的傳感器元件相同的元件，然而，接觸活性化學(xué)基質(zhì)116的第一電極112和接觸非活性化學(xué)基質(zhì)118的第二電極114是以相對(duì)取向布置的。第一電極112和第二電極114二者位于作為其相應(yīng)支撐層的襯底124上。樣品可以位于第一電極112與第二電極114之間的樣品室154內(nèi)，且與全部?jī)蓚€(gè)電極112、114接觸。樣品室可以包括毛細(xì)管尺寸，其允許樣品通過(guò)毛細(xì)管作用流入且填充樣品室。穩(wěn)壓器152用于向第一電極112和第二電極114施加所定義的極性和幅度的電壓。

在圖4中，描繪了根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備132和測(cè)試系統(tǒng)130的實(shí)施例的橫截面視圖。在實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備132被體現(xiàn)為手持設(shè)備。在實(shí)施例中，測(cè)試設(shè)備132包括外殼150，其可以具有小于1000cm3（在實(shí)施例中，小于500cm3）的容積，以便由人攜帶。測(cè)試設(shè)備132包括用于接收傳感器元件110的容器146，除測(cè)試設(shè)備132外，傳感器元件110也形成測(cè)試系統(tǒng)130的組件。容器146適配成將傳感器元件110定位在其中體液的測(cè)試樣品126可施加到傳感器元件110的至少一個(gè)施加位置中。

測(cè)試設(shè)備132還包括測(cè)量單元148，其測(cè)量包括在傳感器元件110中的活性化學(xué)基質(zhì)116和非活性化學(xué)基質(zhì)118的電化學(xué)性質(zhì)中的改變。為此目的，測(cè)量單元經(jīng)由第一電極120的接觸元件和接觸第一電極138的接觸元件的接觸元件而導(dǎo)電連接到第一電極112，且經(jīng)由第二電極122的接觸元件和接觸第二電極140的接觸元件的接觸元件而導(dǎo)電連接到第二電極114。

測(cè)試設(shè)備132還包括至少一個(gè)評(píng)估單元144，其適配成通過(guò)使用由測(cè)量單元148測(cè)量的值來(lái)確定分析物的濃度。在實(shí)施例中，評(píng)估單元144可以是或可以包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理設(shè)備，諸如至少一個(gè)計(jì)算機(jī)和/或至少一個(gè)專用集成電路。作為示例，評(píng)估單元144可以包括微型計(jì)算機(jī)。另外，評(píng)估單元144可以包括一個(gè)或多個(gè)另外的元件，諸如至少一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和/或其它組件。

評(píng)估單元144單向或雙向連接到測(cè)量單元148，諸如用于從測(cè)量單元148接收測(cè)量值。另外，評(píng)估單元144可以適配成控制測(cè)試設(shè)備132的總體功能，諸如用于控制由測(cè)量單元148執(zhí)行的測(cè)量過(guò)程。

測(cè)試設(shè)備132還可以包括一個(gè)或多個(gè)人機(jī)接口，諸如至少一個(gè)顯示器136和/或至少一個(gè)控制元件134，諸如至少一個(gè)按鈕。元件134、136還可以連接到評(píng)估單元144。

測(cè)試設(shè)備132還可以包括至少一個(gè)電子接口142，用于與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備單向和/或雙向交換數(shù)據(jù)和/或命令，諸如無(wú)線和/或基于導(dǎo)線的接口。

圖5示出本發(fā)明的干擾補(bǔ)償測(cè)量的基礎(chǔ)原理的示意性表示。第一電極112接觸活性化學(xué)基質(zhì)116，并且第二電極114接觸非活性化學(xué)基質(zhì)118。在活性化學(xué)基質(zhì)116中，葡萄糖被酶葡萄糖脫氫酶（GDH）氧化以產(chǎn)生經(jīng)還原的黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）；在非活性化學(xué)基質(zhì)118中，在缺少GDH的情況下，葡萄糖未被氧化，并且沒(méi)有經(jīng)還原的FAD被產(chǎn)生。因此，在圖5a）的極性中，葡萄糖和干擾化合物（IF）貢獻(xiàn)指示物試劑（電介體，EM）的還原，且因而貢獻(xiàn)于所測(cè)量到的電流。相比之下，在圖5b）的極性中，僅IF可以貢獻(xiàn)于電流。因此，干擾化合物的貢獻(xiàn)在全部?jī)蓚€(gè)極性（+500mV和-500mV）中相同，而葡萄糖僅貢獻(xiàn)于在施加正電壓的情況下測(cè)量到的電流。

圖6-8中的曲線圖示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的干擾補(bǔ)償?shù)拿鎸?duì)面測(cè)試條上的動(dòng)態(tài)測(cè)量的結(jié)果。測(cè)試設(shè)置使用了一次性面對(duì)面電極測(cè)試條，其在原理上對(duì)應(yīng)于圖3中示意性描繪的設(shè)置：使用聚酯箔作為襯底（支撐物）124，沉積了50nm濺射的金作為第一和第二電極112、114并且施加了大致5μm的化學(xué)基質(zhì)116、118（在干燥之后測(cè)量的厚度）。化學(xué)基質(zhì)包括了本領(lǐng)域中已知的常規(guī)增稠劑、成膜劑、緩沖化合物、清潔劑和穩(wěn)定劑等等；所使用的氧化還原介體是亞硝基苯胺。在活性化學(xué)基質(zhì)116中使用的酶是使用FAD作為輔因子的葡萄糖脫氫酶（GDH）；在非活性化學(xué)基質(zhì)118中，GDH被白蛋白替代。樣品室的尺寸為0.2mm×2mm×10mm；相應(yīng)地，第一電極112與第二電極114之間的距離為0.2mm。

示例1

在圖6的示例中，向電極施加三角電壓信號(hào)。比較的是關(guān)于葡萄糖溶液以及包含葡萄糖和干擾化合物抗壞血酸的溶液的測(cè)試結(jié)果。當(dāng)酶電極（即，接觸活性化學(xué)基質(zhì)的電極）被正向極化時(shí)，來(lái)自葡萄糖和干擾物質(zhì)的響應(yīng)不能被區(qū)分。另一方面，在相反極性中，其可以被清楚地分離。通過(guò)結(jié)合合適校準(zhǔn)而分析來(lái)自全部?jī)蓚€(gè)極性的包括測(cè)試物質(zhì)（例如葡萄糖）和干擾物質(zhì)（例如抗壞血酸）的電流響應(yīng)，可以計(jì)算在很大程度上與干擾物質(zhì)無(wú)關(guān)的信號(hào)。

示例2

圖7示出面對(duì)面干擾補(bǔ)償電極上的靜態(tài)電流-電壓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這里，對(duì)于從-600至+600mV的范圍中每50mV的不同電壓，執(zhí)行了每一次新的一次性測(cè)試條上的安培測(cè)量。所使用的指示物試劑是亞硝基苯胺氧化還原指示物，并且酶是葡萄糖脫氫酶。當(dāng)含葡萄糖的樣品與含酶的試劑接觸時(shí)，亞硝基苯胺被還原成苯二胺，其然后可以在正向極化的電極上被氧化。在第二電極（其不包含酶）上，亞硝基苯胺直接在負(fù)向極化的電極上被還原。因此對(duì)于該電極極化方向，全部?jī)蓚€(gè)電極均支持電子轉(zhuǎn)移，并且，可以測(cè)量結(jié)果得到的電流。當(dāng)極化相反時(shí)，僅帶負(fù)電的電子可以通過(guò)還原亞硝基苯胺來(lái)支持電子轉(zhuǎn)移。在現(xiàn)在的正向極化無(wú)酶電極處，不存在苯二胺，并且因而不支持電子轉(zhuǎn)移。作為結(jié)果，不能測(cè)量到電流。

如果取代含葡萄糖的樣品，在抗壞血酸的情況下重復(fù)實(shí)驗(yàn)，則針對(duì)全部?jī)蓚€(gè)極化方向接收到電流響應(yīng)。亞硝基苯胺被抗壞血酸還原，而與葡萄糖脫氫酶是否存在無(wú)關(guān)?？梢允褂孟嗤母蓴_補(bǔ)償方法，如果干擾物質(zhì)與電極直接相互作用且不與氧化還原介體間接相互作用的話。如果對(duì)于全部?jī)蓚€(gè)極化方向，測(cè)量到來(lái)自干擾物質(zhì)電極反應(yīng)的電流響應(yīng)，則這可以用于結(jié)合合適算法和校準(zhǔn)而校正實(shí)際的分析測(cè)試（例如葡萄糖濃度測(cè)量）。

示例3：

圖8示出實(shí)現(xiàn)相反極性測(cè)試階段的測(cè)試序列的示例。

在測(cè)試序列的第一部分（圖8中的1000ms-4000ms）中，極性正在正向極化含酶的電極。所施加的電壓是+500mV。如果含葡萄糖的樣品被配劑量到測(cè)試條，則可以測(cè)量安培電流響應(yīng)。在正電極上，由酶反應(yīng)產(chǎn)生的苯二胺向電極遞送電子。在負(fù)向極化的電極上，亞硝基苯胺被還原且從電極取得電子。在第二測(cè)量階段（圖8中的4000ms-7000ms）中，向電極施加零電壓。在沒(méi)有極化的情況下，對(duì)于所使用的電極系統(tǒng)而言不發(fā)生電極反應(yīng)。相應(yīng)地，氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物具有從電極反應(yīng)區(qū)段重新擴(kuò)散的時(shí)間，使得當(dāng)電極被極化到相反極性時(shí)，來(lái)自在第一步驟中生成的反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)果得到的電流響應(yīng)被最小化。作為第三安培法階段（圖8中的7000ms-10000ms），施加相反極性（涉及這里由含酶的電極定義的工作電極的-500mV）。在示例中，將含葡萄糖的溶液（120mg/dL）與關(guān)于含葡萄糖和抗壞血酸的樣品（30mg/dL和30mg/dL）接收到的結(jié)果進(jìn)行比較。可以看到，在正向極化（圖8中的1000ms-4000ms）處，這兩個(gè)樣品不能被清楚地區(qū)分，而關(guān)于反轉(zhuǎn)極性（圖8中的7000ms-10000ms），可以發(fā)現(xiàn)清楚的差異。

參考標(biāo)號(hào)列表

110 傳感器元件

112 第一電極

114 第二電極

116 活性化學(xué)基質(zhì)

118 非活性化學(xué)基質(zhì)

120 第一電極的接觸元件

122 第二電極的接觸元件

124 襯底（支撐物）

126 測(cè)試樣品

130 測(cè)試系統(tǒng)

132 測(cè)試設(shè)備

134 控制元件

136 顯示器

138 接觸第一電極的接觸元件的接觸元件

140 接觸第二電極的接觸元件的接觸元件

142 接口

144 評(píng)估單元

146 容器

148 測(cè)量單元

150 外殼

152 穩(wěn)壓器

154 樣品室