專利名稱：對電化學(xué)條帶中部分充滿的測定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測電化學(xué)測試條帶中部分充滿(partial fill)的方法， 以及在此方法中使用的測量計(jì)和測量計(jì)-測試條帶組合。
背景技術(shù)：
小型 一次性電化學(xué)測試條帶常常被糖尿病患者用來監(jiān)測血糖。此類 測試條帶也可被用來檢測人們感興趣的其它生理化學(xué)物以及濫用的物 質(zhì)。通常，所述測試條帶包括用于將進(jìn)行的測試的合適試劑和至少兩個(gè) 電極，其被制造為單次使用的可拋棄單元。測試條帶在被插入可反復(fù)使 用的測量計(jì)之前或之后，與諸如血液，唾液或尿液等樣品混合，該測量 計(jì)包含下述機(jī)械裝置，所述機(jī)械裝置用于檢測來自測試條帶的電化學(xué)信 號，并將其處理為對由所述測試條帶確定的分析物的存在/不存在或數(shù)量 等的指示。
通常，人們希望在電化學(xué)測試條帶中利用小體積樣品。但利用小體 積測試條帶所遇到的挑戰(zhàn)之一是出現(xiàn)部分充滿狀態(tài)，其中，導(dǎo)入測試條 帶的樣品是不足的，這將導(dǎo)致錯(cuò)誤的讀數(shù)。已提出了解決部分充滿問題 的多種方法。
在很多情況中，解決這一問題的方法包括使用額外的電極。例如， US 4,929,426披露了阻抗電極的運(yùn)用，即，當(dāng)分析室被注滿時(shí)，分析樣 品溢出。而US 5,582,697、 US 6,212,417和US 6,299,757都披露了使用 能用于充滿檢測中的第三種電極。US 6,743,635披露了一種四電極的方 法，包括分開的充滿檢測正極和負(fù)極。US 5,997,817披露了一種測試條 帶，所述測試條帶具有可通過其觀察樣品的觀察窗和"至此為充滿"刻 度線，以估算樣品足量程度(sufficiency)。
美國專利第6,856,125號披露了一種用測量電容量來測量樣品體積 的方法。所述設(shè)備包括向盛有樣品的生物傳感器單元施加AC信號的正 弦波發(fā)生器，電流-電壓轉(zhuǎn)換器，移相器，方波發(fā)生器，同步解調(diào)器以
電容成^例的信號。、'該信^與樣品體積是成比例的。 《、' '
因?yàn)殡娀瘜W(xué)測試條帶通常是一次性的，并且糖尿病患者在一天中可 使用多條，所以需要控制單條成本。因此希望開發(fā)一套不需要增加大量 測試條帶或測量計(jì)數(shù)量就能確定樣品足量程度的系統(tǒng)，從而也不增加所 述測試條帶和測量計(jì)的制造成本。如果此系統(tǒng)能在測量計(jì)中自動運(yùn),行， 而不依靠使用者進(jìn)行人工觀測和判斷，則將更加理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種確定樣品足量程度的改進(jìn)方法，即利用測量電極 之間的雙層充電或》文電，來確定加入樣品后所述測試條帶的雙層電容。 雙層電容與被樣品濕潤的面積成比例，因此提供了對樣品室充滿程度的 直接測量。根據(jù)本發(fā)明，通過包括以下步驟的方法，可以檢測在含有電 極以及在所述電極間放置有液體樣品的電化學(xué)測試條帶中的部分充
滿
a) 將樣品》文入電化學(xué)測試條帶；
b) 在所述測試條帶的電極間施加電勢差；
c) 切斷已施加的電勢，并可選地施加第二電勢；
d) ，見測產(chǎn)生的電流，并由》見測到的電流確定電才及之間的雙層充電 或》文電；
e) 觀測施加電勢被切斷之后的電壓變化，并由所測量的雙層充電 或方文電和〗(見測到的電壓變化確定測試條帶的雙層電容；
f) 將所測定的雙層電容與參考值進(jìn)行對比，其中小于所述參考值的 雙層電容指示所述液體樣品覆蓋面向的(facing)電極的一部分，因此 所述電化學(xué)測試條帶僅為部分充滿。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，雙層》文電通過下文所述來測量1) 在電極之間施加電勢；2)在時(shí)刻t切斷切斷在電極間所施加的電勢；3) 監(jiān)測所述電極間電勢差的衰減，以判定所述電勢衰減至閾值時(shí)所需的時(shí) 間t閣值；和4 )確定在t切斷禾口 t閾值間P鬲中雙層電荷的》文電量。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，雙層放電通過下文所述來測量1) 在電極之間施加第一電勢；2)在時(shí)刻t切斷切斷在電極間所施加的電勢； 3)監(jiān)測所述電極間電勢差的衰減，以判定所述電勢衰減至閾值時(shí)所需 的時(shí)間t閾值；4 )在t 值時(shí)在電極間施力p第二電勢，由此產(chǎn)生電流尖峰； 5)確定雙層充電量，這是電流尖峰下的面積所反映的；6)由t切斷時(shí)的
雙層充電量和電流確定所述雙層電容。
本發(fā)明還提供了 一種與電化學(xué)測試條帶結(jié)合使用的測量計(jì)。此測量 計(jì)包括下述電路，所述電路用于施加電勢、監(jiān)測電流、切斷電勢以及監(jiān) 測切斷電勢之后電勢衰減。測量計(jì)可進(jìn)一步包括用于監(jiān)測再次施加電勢 后的電流的電路。測量計(jì)中的處理器利用產(chǎn)生的信息確定雙層電容，并 且，如果雙層電容量不足的時(shí)候，將終止所述測量循環(huán)。另外，所述測 量計(jì)還包括用于測量在樣品中存在的分析物(例如葡萄糖)的量的電 路，以及用于向使用者顯示分析物的量，或者因樣品不足而終止測試。


圖1顯示發(fā)生在傳統(tǒng)安培式葡萄糖檢測器中的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)；
圖2顯示在將電勢施加在用于;f全測葡萄糖的電化學(xué)測試條帶之后，
電流作為時(shí)間函數(shù)的理論圖，其中，所述測試條帶具有面向電極和反電
極，以及電極間的間隔，使介質(zhì)在電極間進(jìn)行循環(huán)；
圖3顯示作為時(shí)間函數(shù)的施加電壓Vapp和電極間電勢差Velect的圖； 圖4顯示達(dá)到閾值之后再次向電才及施加電勢時(shí)，電流作為時(shí)間函數(shù)
的圖5顯示電壓對比時(shí)間的圖，即描述了電極電阻導(dǎo)致電壓下降；
圖6顯示測量計(jì)的外〗(見圖7顯示測試條帶和測量計(jì)中連接部分的連接；
圖8顯示在安培計(jì)模式與電勢計(jì)模式之間轉(zhuǎn)換的電路圖9顯示在安培計(jì)模式與電勢計(jì)模式之間轉(zhuǎn)換的電路圖IO顯示微分電容和電勢之間的關(guān)系；
圖11顯示測量得到的充滿和部分充滿條帶的微分電容；
圖12顯示了微分電容的批次波動作為降至50 mV所需時(shí)間的函
數(shù)；
圖13A和B概述了根據(jù)本發(fā)明測定雙層電容的技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
I.定義
如在本申請的說明書和權(quán)利要求中所使用的，應(yīng)當(dāng)采用如下定義 (a)"分析物"指樣品中可能存在的令人感興趣的材料。在本申
請中，實(shí)施例以葡萄糖為分析物，但是本發(fā)明分析物的類型和數(shù)量不受 限制。因此，應(yīng)用于葡萄糖檢測系統(tǒng)的應(yīng)僅僅被視為特定的非限制性的 實(shí)施方式。
(b) "對分析物的測定"指評估樣品的定性、半定量、定量的過 程。在定性評估中，結(jié)果顯示是否在樣品中檢測到分析物；在半定量評 估中，所述結(jié)果顯示是否分析物以高于預(yù)定閾值的量存在；在定量評估 中，所述結(jié)果是分析物存在量的數(shù)字顯示。
(c) "雙層"指在導(dǎo)體/電解界面形成的充電層，這是在導(dǎo)體表面 吸附離子，導(dǎo)致在固體表面附近形成導(dǎo)體內(nèi)部中和鏡像電荷局部區(qū)域化 層的結(jié)果。當(dāng)液體樣品與電極相接觸時(shí)，無論是否施加電勢，所述雙層 都將在電化學(xué)測試條帶中的每個(gè)電極上形成。然而，雙層中的電荷量是 電極電勢的函數(shù)。所述雙層結(jié)構(gòu)基本上是作為電容器運(yùn)轉(zhuǎn)。
(d) "雙層電容"是雙層的電容。其可能是積分電容，在此情況 下可由以下/>式表示
Cint= I At/么V
或微分電容，在此情況下由以下/>式表示
Cdif= l/(dV/dt)
其中i為電流，t為時(shí)間，v為電壓。在一些情況中，所測量的雙層電容 受一個(gè)電極主導(dǎo)，例如，當(dāng)一個(gè)電極擁有相當(dāng)大的面積時(shí)，或者當(dāng)樣品 中帶有一種電荷的離子的吸附比帶有另 一種電荷的離子更強(qiáng)時(shí)。在所述 葡萄糖測試條帶的情況下，正極通常在主導(dǎo)地位，這是因?yàn)樨?fù)離子例如 氯離子更容易失去其水和殼而進(jìn)入所述雙層。在這些情況中測量的雙層 電容在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，然而應(yīng)該注意到一個(gè)電極是占主導(dǎo)地位的，
充滿的狀態(tài)是這樣的所述占主導(dǎo)地位的電極的雙層電容代表了所述電 化學(xué)條帶的充滿狀態(tài)。
(e)"雙層充電"是增加儲存在雙層中的電荷的過程，這是施加 電勢的結(jié)果。所述術(shù)語"電極雙層充電"指對兩個(gè)電極充電，或者對主 導(dǎo)電一及充電。(f) "雙層放電"是減少儲存在雙層中的電荷的過程，這是切斷施 加電勢的結(jié)果。所述術(shù)語"電極雙層放電"指對兩個(gè)電極進(jìn)行放電，或 者對主導(dǎo)電極進(jìn)行放電。
(g) "電化學(xué)測試條帶，，指帶有至少兩個(gè)電極，以及測定置于電 極之間的樣品中的分析物所用的任何必要試劑的條帶。在優(yōu)選實(shí)施方式 中，所述電化學(xué)測試條帶可在一次使用之后丟棄，并且?guī)в羞B接端，以 與獨(dú)立且可重復(fù)使用的測量計(jì)相連，所述測量計(jì)包括施加電勢，分析信 號以及顯示結(jié)果的電子設(shè)備。
(h) "面向電極"是一對平行放置在位于相互分離的面上的電極。
一對面向電極的相對面部分地或全部重疊， -使得電極間的電勢梯度和電 流與所述相對面基本上垂直。面向電極區(qū)別于安置在同一面上的、并且 電勢梯度和電流基本上與電極表面平行的并行電極。本發(fā)明能夠使用面 向或并^于電才及，以及其它幾^r排列的電才及。
(i) 對施加電勢的"切斷"指形成開放電路，所述開放電路強(qiáng)制使 電流歸零(通過打開開關(guān)或者將高阻抗引入所述電路)，從而允許建立 化學(xué)濃度梯度和在所述雙層中的離子吸附，以此來測定電極間的電勢。 這與電壓歸零不同。
(j)"電極電阻"導(dǎo)致了所施加電壓與由所述電極上的電化學(xué)所感 知到的實(shí)際電壓間的差異。電極材料和與電極相連的連接端子的電阻、 電極沾污以及類似因素導(dǎo)致電極電阻增加。
(k) V T降是施加電壓與實(shí)際電壓之間的差異，所述實(shí)際電壓因電 才及電阻而才是高。
(1)"攜氧量，，指樣品容納的氧的量，所述氧是溶解形式的或者處 于紅血球容器中。
(m) "tm。b"是分析過程經(jīng)試驗(yàn)所確定的時(shí)間，其反映了在特定測 試室中特定樣品中的介質(zhì)遷移率。tm。b是施加電勢被切斷以后，電極間 的電勢衰減至預(yù)定值的時(shí)間。
(n)在本申請中所使用的"預(yù)定"指經(jīng)驗(yàn)性地確定具體測量計(jì)或 測試條帶或測量計(jì)/測試條帶組合所用的量或值。所述預(yù)定量或預(yù)定值將 反映出針對用戶需求做出的最優(yōu)化，其中要考慮到所需的置信水平，并 且無需達(dá)到最好的可能結(jié)果或100%準(zhǔn)確性。 II.對分析物(例如葡萄糖)的確定
傳統(tǒng)上，對分析物(例如葡萄糖)的電化學(xué)檢測是通過向盛有待評 估樣品的電化學(xué)室施加電勢來完成的，所述評估針對葡萄糖、氧化葡萄 糖的酶(諸如如葡萄糖氧化酶)和氧化還原介質(zhì)的存在/數(shù)量。如圖1
所示，所述酶氧化葡萄糖形成葡糖內(nèi)酯和所述酶的還原形式。被氧化的 介質(zhì)與一皮還原的酶重新生成活性氧化酶并形成S皮還原的介質(zhì)。被還原的 介質(zhì)在一個(gè)電極上被氧化，而通過另一個(gè)電極上的還原反應(yīng)保持電化學(xué)
平tr從而形成可測量的電流。所述被測量的電流與樣品中葡萄糖的量相 關(guān)，已知有多種技術(shù)可用于測定此類系統(tǒng)中的葡萄糖濃度。(例如，參
見US專利第6,284,125號；第5,942,102號；第5,352,2,351號和第 5,243，516號，上述文獻(xiàn)通過引用并入本文)。
圖2顯示電流的理論圖，所述電流是向用于檢測葡萄糖的電化學(xué)測 試條帶施加電勢后的時(shí)間的函數(shù)，其中所述測試條帶具有面向電極和反 電極，并且電極間的間隔緊密，使得在電極間發(fā)生介質(zhì)/電荷載體的循 環(huán)，即/人而可以觀察到獨(dú)立于存在的殘留分析物，由電才及上介質(zhì)的氧化 和還原產(chǎn)生的電流。在隨施加電勢后的時(shí)間刻度上，所述電流痕跡顯示 出立即的(immediate )初始電流21。此電流與所述雙層的初始充電及 外部氧化還原活性物種的消耗量相聯(lián)系。其后，所述電流降低，這是因 為電流依賴于所述介質(zhì)的溶解并隨之從工作電極(所述試劑在制造時(shí)被 附著其上)擴(kuò)散到反電極。所述低電流(由箭頭20表示)的持續(xù)時(shí)間 取決于介質(zhì)分解的速度，兩電極之間的距離和介質(zhì)到達(dá)反電極所必須經(jīng) 過的有效距離，還取決于介質(zhì)的遷移率。介質(zhì)遷移率是介質(zhì)自身的屬 性，即擴(kuò)散系數(shù)，當(dāng)然還取決于樣品的其它性質(zhì)，如血細(xì)胞比容和粘度。 在減小電流20的階段之后，所述電流迅速升高至峰電流22,然后逐漸 降低至平穩(wěn)電流2 3 。不同的葡萄糖測定方法在沿所述電流圖的不同時(shí)間 點(diǎn)進(jìn)行測量。例如美國專利第5,942,102號在平穩(wěn)區(qū)域測量電流。如在 美國專利第5,243,516號；第5,352,351號和第6,284,125中所描述，也 可采用點(diǎn)22和點(diǎn)23之間的區(qū)域中的科特雷爾(Cottrell)分析。本發(fā)明 中，利用安培計(jì)，任何時(shí)間點(diǎn)都能被用來確定葡萄糖或其它分析物的濃 度。
在下文描述的利用第二次施加電壓完成充電電荷測量的實(shí)施方式 中，對葡萄糖或其它分析物的測量能夠在初始電壓施加時(shí)，或者基于第 二次施加電壓之后測量的信號完成。對樣品中的葡萄糖或其它分析物的測量也可使用其它電化學(xué)技術(shù)
來完成。這些包括電勢測定法，例如在美國專利第6,251,260號(其通 過引用并入本文)中所述，或者庫倫測定法，例如美國專利第6,299，757 (其通過引用并入本文)所述。 III.對雙層電容的測量
本發(fā)明利用測量雙層電容來估計(jì)被引入電化學(xué)測試條帶中的樣品 體積的足量程度。對雙層電容的測量需要了解作為時(shí)間函數(shù)的電流和電 壓變化，這可在所述雙層的充放電過程中獲得。此外，所述電壓變化可 被視為大的單步電壓變化，在此情況下可得到積分電容；或者其可被視 為作為時(shí)間函數(shù)的電壓瞬間變化，在此情況下得到孩i分電容。因此，可 利用圖13A和B中概述的三種方法中的任一種來測定雙層電容。圖13A 斗既述了由放電電荷測量電容，而圖13B一既述了由充電電荷測量電容。
A.;故電電荷/積分電容
圖3顯示作為時(shí)間函數(shù)的施加電壓Vapp和電極間電勢差Velect的圖。 最初，有施加的恒定電壓和電才及上的恒定電壓，并且大體上(to a first approximation)這兩電壓是相同的。在時(shí)刻t切斷，所施力口的電壓#皮切斷。 此時(shí)，Vdeet開始衰減。對所述衰減進(jìn)行監(jiān)測直至達(dá)到預(yù)先選定的閾值電 壓，并記錄所述時(shí)刻t閣值。積分電容由下式鄉(xiāng)會出
"產(chǎn)I At/AV
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，此乂〉式中的I是剛好在t切斷之前的電 流，這是在電壓被切斷之前的時(shí)刻，該時(shí)刻與t切斷足夠接近，因而所觀 察到的電流可以代表在所述電壓一皮切斷之間的瞬時(shí)電流。在測量時(shí)間和 t切斷之間的實(shí)際時(shí)間差能在10毫秒~ 500毫秒的量級上，特別是如果t切 斷落在平穩(wěn)區(qū)域時(shí)，所述區(qū)域內(nèi)的電流即使有變化，也是非常緩慢的。
△ V是在最初的Veieet之間的電壓下降，在簡單模型中可以假定其等于 V叩p和閾值電壓V M值之間的差異。At是t閾值和t切斷之間的差異。才安此方 法測定的電容與 一皮液體樣品濕潤從而形成雙層的所述電才及或者所述主 導(dǎo)電才及的表面積相關(guān)。
基于剛好在t切斷之前的電流為I取單一值是一種近似，但當(dāng)t切斷發(fā) 生在已達(dá)到平穩(wěn)區(qū)之后時(shí)，這樣做是合理有效的，這是因?yàn)镮的變化很
小。然而，當(dāng)希望更高的準(zhǔn)確性時(shí)，或者t切ft是I在由t切斷至t M值之間的 時(shí)間間隔中劇烈變化的時(shí)刻時(shí)，則需要更嚴(yán)格的方法來測定I。盡管沒 有電流在t切斷和t 值之間的間隔中實(shí)際流動，但是可利用線性模型進(jìn)行 估算1 值，即如果施加的電壓被保持在tw值時(shí)I的值，所述模型可符合 衰減模式，諸如特雷爾等式，或者其它由t切斷之間所觀察到的行為做出 的推斷。位于I切斷和I ,A之間的I值或者衰減模型的數(shù)學(xué)積分從而可適 用于Cmt的測量。
對所述V 值值的確定基于V，值以及衰減的預(yù)期時(shí)間過程。如果V 閣值代表Vapp的大部分，那么測量的差異較小，而誤差較大。此外，如下 面所論述的，在阻抗電極如碳電極的情況中，存在與電極電阻相關(guān)的初 始電壓降，V下降，V閾值必須低于Vapp- V下降。另一方面，如果V閾值太低， 那么測量所花費(fèi)的時(shí)間更長，從使用者角度來說，這一般是不可接受
的。為兼顧二者，在碳電極的情況中，Vw值至少合適地比Vapp低S0mV， 并且低不少于60mV,優(yōu)選低不少于120mV，更優(yōu)選低至少l50mV。在 一個(gè)具體實(shí)施方式
中，采用碳電極測量葡萄糖，Vapp是300mV， Vw值被 選用為150-240mV之間的電壓值。 B.放電電荷/微分電容
作為測定積分電容的另一選擇，可由放電循環(huán)測定微分電容。在測 量孩i分電容的情況下，施加的電勢在時(shí)刻t城被切斷。在隨后的測量時(shí) 刻，進(jìn)行對所述電壓衰減的斜率的即時(shí)測量。進(jìn)行的測量的時(shí)刻可以是 t切斷之后根據(jù)指定條帶設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)性能預(yù)先確定的時(shí)間間隔，例如在t切 斷之后1 500毫秒，或者也可以根據(jù)所使用的條帶的性能，按照與上述 在V驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間測量可相比較的方式進(jìn)^f于測量。所述衰減的斜率的7見 測提供了值dV/dt。這與電流測量相結(jié)合可根據(jù)式
Cdif= 1/(麵t)
得到Qw-值。
在此等式中的i值可以是上述剛好在t切斷之前的值，或者也可以是 利用上述任何方法的在測量時(shí)的電流的預(yù)測值。
因?yàn)殡p層電容是取決于所述電容被測量時(shí)的電壓，因此與Cw相
比，Quf的測量具有優(yōu)勢。采用Cdlf,每次可以在相同電壓下進(jìn)行即時(shí)測
量，因此避免了此來源的可變性。 C.充電電荷/積分電容
圖4顯示達(dá)到閾值之后再次向電極施加電勢時(shí)，電流作為時(shí)間函數(shù)
的圖。在再次施加電勢之后，出現(xiàn)第二次電流尖峰，隨后衰減至與來自 于在所述施加電勢切斷之前的預(yù)測電流基本相等的電流值。在電流曲線
下的陰影面積42可由所述信號的積分，或者代表的部分，或者利用三 角近似進(jìn)行測定，并且所述陰影面積是所述雙層充電的指示。理論上， 在A所述的測量的放電電荷和該充電電荷應(yīng)當(dāng)相等。實(shí)際上，可觀察到 試驗(yàn)差異，但雖然如此也可以單獨(dú)使用，或者作為對部分充滿進(jìn)行評估 的所述放電電荷的驗(yàn)證。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，再次施加的電勢與初始施加的電壓相 同。然而，倘若再次施加的電壓能再次建立相同的擴(kuò)散限制條件，則所 述再次施加的電壓可以比所述初始電壓高或者^氐。
電流測量中的時(shí)間間隔可靜態(tài)確定，即#4居條帶設(shè)計(jì)而固定地確 定，或者其可以動態(tài)地確立。在靜態(tài)測量時(shí)間定義的情況下，希望在所 述電流尖峰后的時(shí)刻例如之后1~10毫秒以排除電流響應(yīng)/飽和的影 響。所述測量的結(jié)束時(shí)間則是在隨后時(shí)刻前預(yù)先確定的時(shí)刻，例如100 ~ 1000毫秒。
在準(zhǔn)動態(tài)方法中，結(jié)束時(shí)間也可被設(shè)置為所述放電相的倍數(shù)，例如
整數(shù)倍。因此，所述測量間隔可等于At，或Adt。
在完全動態(tài)方法中，根據(jù)所測量的電流確定所述測量時(shí)間間隔。在 這些情況下，可進(jìn)fi"測量直至實(shí)現(xiàn)所述過量電流(1觀》-I切斷)中預(yù)先確 定的下降，例如超過50%,優(yōu)選為至少75%，更優(yōu)選為至少90%,其中 I觀測是在t切斷之后任意時(shí)刻觀測到的電流。可持續(xù)進(jìn)行測量直至電流已 降低至接近I切斷的水平，例如1.1倍的I切斷。
IV.對電極軌跡電阻的修正
當(dāng)測量具有碳電極的電化學(xué)條帶的實(shí)際電壓圖時(shí)，如圖5所示，在 所施加的電勢切斷之后觀察到電壓的立即下降。該下降V t降的量級是多 個(gè)因素的函數(shù)，所述因素包括電極材料和與電極相連的連接端子的電 阻，電極沾污以及類似的因素。因此，用碳電極時(shí)的下降大于使用低電 阻電極(例如由金制成的電極)時(shí)的下降。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中， 以多種方式中的任 一 種對V t降的量級加以考慮。
如上所述，在由放電電荷測量積分電容的情況下，V,的選擇合適
地取決于V下降。其二， AV更精確的指示可由
△ V= ( vapP-V下降)一 V閾值提供。
在由充電電荷測定積分電容的情況下，算術(shù)上可方便地將所述第二 次施加的電壓設(shè)置為第一次施加的電壓加上V T降，這是因?yàn)槿绱丝梢越?似估算AV,其應(yīng)為引起新的雙層充電的實(shí)際施加的電壓，而無需作為 第一次施加的電壓和所述閾值電壓之間的差異來進(jìn)行測量，在所述閾值 電壓處再次施加所述電勢，因此僅需要測量的參數(shù)是衰減時(shí)間和電流。
在測量微分電容時(shí)，進(jìn)行測量時(shí)的電壓可被描述為((Vapp- V下降) 減去預(yù)定量)。
V.對溫度的修正
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，只要所述測量計(jì)或者測試條帶配備有 測量溫度的裝置，則可根據(jù)樣品的溫度修正所述雙層電容的值。經(jīng)溫度
修正的雙層電容Or-隱r可由下式表示
Ct-corr = CDL-T-修正 其中CDL是以上概述的技術(shù)中的任一種測定的雙層電容。
所述溫度修正項(xiàng)，T-修正，具有與在2005年4月15日遞交的共 同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請第10/9077卯號中描述的相同形式，將其在此處 以引用的方式引入，盡管在那份申請中所述修正項(xiàng)用于修正分析物的濃 度測量。
對所述溫度修正項(xiàng)的評估可由任何能給出攜氧量測量的技術(shù)聯(lián)合 所述樣品的溫度測量來進(jìn)行。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，被測量的原始分析物濃 度相比攜氧量的測量值的圖為直線，其具有的斜率取決于進(jìn)行測量時(shí)的 溫度，但在正常值范圍內(nèi)與p02和葡萄糖濃度無關(guān)。p02或葡萄糖濃度
的變化將導(dǎo)致所繪制出的直線的更多偏差，但不會改變斜率。該斜率作 為溫度函數(shù)的圖可用于確定斜率(S)和截距(I)參數(shù)，這二者可根據(jù) 以下等式組合為針對指定溫度的溫度修正項(xiàng)
溫度修正項(xiàng)=常數(shù)x [ ( S x T ) +1] x OCC
其中occ是攜氧量的測量值諸如血細(xì)胞比容，而所述常數(shù)是具有正號
或負(fù)號的經(jīng)驗(yàn)性確定的因子。
當(dāng)在一個(gè)溫度下收集到大量數(shù)據(jù)和在所述測量溫度下收集有限量的數(shù)據(jù)時(shí)，通過從測量溫度下收集的數(shù)據(jù)僅用于測定斜率，而從所有可 以使用的數(shù)據(jù)測定所述截距則可提高所述溫度修正因子的精確性。因 此，在提供有大量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述參數(shù)I可以是針對所述條帶和 測量計(jì)組合建立的常數(shù)，而僅需要實(shí)驗(yàn)性地測量斜率。
(a) 使用U。b作為對攜氧量的測量值 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，tm。b，所述介質(zhì)的遷移率的測量可用
作攜氧量的測量，tm。b可在切斷所述電勢之后的電勢梯度衰減中進(jìn)行測 量。所述電勢衰減受監(jiān)測直至所觀測的電勢以降低至預(yù)定值，Vm。b。當(dāng)
所施加的電壓為300mV量級時(shí)，降低至大約50mV是方便的，盡管在 特定試驗(yàn)構(gòu)造中，可能發(fā)現(xiàn)稍微更小的值(諸如47 mV或者48 mV)能 提供最優(yōu)的結(jié)果。通常，Vm。b合適地為0.025 0.1V,例如在V，為250 ~ 300 mV的葡萄糖測量中，優(yōu)選為45 50mV。 tm。b是在t切斷之后達(dá)到該 電壓所需的時(shí)間。
也可以采用確定所述衰減率的測量值的其它方法。例如，可以測定 所述電勢衰減的瞬時(shí)斜率，或者可以采用預(yù)定時(shí)間里電壓的降低。所述 測量計(jì)也可以選擇特定的時(shí)間窗口進(jìn)行V相比log (t)或In (t)的線性
衰減，以找到tm。b, tm。b為達(dá)到特定電壓的時(shí)間。如果所述V,b未能落
在所選擇的窗口內(nèi)，可以使用根據(jù)該直線擬合的預(yù)測延長線。只要在測 定修正函數(shù)中考慮所測量的衰減值，則具體的方法學(xué)并非關(guān)鍵。
(b) 使用其它技術(shù)作為對攜氧量的測量
美國專利第6,287,451號和第6,475,372號(在此通過引用并入本 文)披露了在一次性測試條帶中測定血細(xì)胞比容的電化學(xué)方法。所述血 細(xì)胞比容測量值用在乘法修正中，這與本發(fā)明中的加法修正相反。然
而，所述測量值可用在兩種模式中，正如tm。b用于如上所述的兩種類型
的修正中一樣。這是因?yàn)檠?xì)胞比容是紅血細(xì)胞的測量值，而紅血細(xì)胞 具有攜氧量。
為了使用任何類型的血細(xì)胞比容作為本發(fā)明中攜氧量的測量值，采 用 一 系列校準(zhǔn)測量，以獲得在多個(gè)溫度中的每一個(gè)溫度下的未修正的分 析物濃度和血細(xì)胞比容的數(shù)據(jù)的點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)。在每個(gè)溫度下，所述數(shù)據(jù)點(diǎn) 點(diǎn)對應(yīng)被擬合為直線模型，并測定所述直線的斜率。如上所述，所述斜 率與葡萄糖和p02無關(guān)，因此這些參數(shù)需要在試驗(yàn)中保持一致，具體的 數(shù)值并不重要。所得斜率/溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)隨后被擬合為直線模型，以
確定所述斜率和截距，二者用在上述加法修正因子中。
在一些情況下，所述直線模型僅對窄范圍的數(shù)據(jù)是足夠的。通過引 入非線性項(xiàng)諸如二次方程指數(shù)項(xiàng)，可以針對更寬范圍的溫度或攜氧量確 定改進(jìn)的加法修正因子。
VI. 由安培計(jì)模式至電勢計(jì)模式的動態(tài)切換
在本申請中，所述測量計(jì)首先用作安培計(jì)，然后在電勢計(jì)模式中所 施加的電勢被切斷。為提高在電勢計(jì)模式中所進(jìn)行的測量的質(zhì)量和一致 性，希望僅在經(jīng)氧化和經(jīng)還原的介質(zhì)的穩(wěn)定擴(kuò)散梯度在所述電化學(xué)測試 室中建立之后切換至電勢計(jì)模式。通常，在所述濃度梯度進(jìn)入所述樣品 體積中延伸"足夠遠(yuǎn)"形成穩(wěn)定梯度圖之后，所述電勢計(jì)測量能在任意 點(diǎn)給出相同穩(wěn)定的讀數(shù)。
為最大程度地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定擴(kuò)散梯度的機(jī)會，可在所述測量循環(huán)開始時(shí) 間之后確定一個(gè)時(shí)刻，在此時(shí)刻進(jìn)行切換。針對指定的測試條帶設(shè)計(jì)，
經(jīng)驗(yàn)性地確定該時(shí)刻，-f旦其通常為4~8秒的量1^。然而，為使所述測 量計(jì)適用于各種不同4羊品特性，t切換可被動態(tài)確定。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，通過向t峰的測定值加入時(shí)間間隔例如 2~3秒，由t峰(在圖2中，峰22的時(shí)刻)的測量值動態(tài)地確定t切換。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，當(dāng)t峰較小使采用固定值的t切換，當(dāng)t 峰砵交大時(shí)為t峰加上預(yù)定量/人而動態(tài)地確定t切換。例如，當(dāng)t峰小于1.5秒 日于，t切換可為固定^t 3.5牙少，當(dāng)t峰大于1.5牙少日于，t切換等于t峰力口上^扁矛多量 (例如2秒)。
在另 一個(gè)實(shí)施方式中，針對t峰在比通常時(shí)間更長的時(shí)間下出現(xiàn)的情 況，建立測量的第三種模式。在該情況下，當(dāng)t峰在預(yù)定閾值(例如5 秒)之上出現(xiàn)時(shí)，t切換可被適宜地確定為t峰和利用得自所述科特雷爾電 流斜率的預(yù)定常數(shù)的加法修正因子的函數(shù)。
此外，可確定t峰的最大值，超過該值時(shí)將發(fā)出錯(cuò)誤信息。
VII. 本發(fā)明的裝置
測量計(jì)裝置，'使之能接受所述條帶;提供必須施加的電壓和信號處;里:
這樣的測量計(jì)也構(gòu)成本發(fā)明的一方面。因此，本發(fā)明提供接受帶有電極 的電化學(xué)測試條帶的測量計(jì)，并且當(dāng)所述電化學(xué)測試條帶被接受入所述 測量計(jì)時(shí)，提供對應(yīng)用到所述電化學(xué)測試條帶上的分析物的測量，所述 測量計(jì)包括
(a) 用于接受電化學(xué)測試條帶的具有開口的插槽；
(b) 接受用戶輸入并將結(jié)果顯示給用戶的通訊裝置；
(c )對所述測量計(jì)接受的含有樣品的測試條帶上的雙層電容進(jìn)行 DC測量的裝置，并將所測量的雙層電容與參考值相比較，其中小于所 述參考值的雙層電容是對所述液體樣品覆蓋部分電極的指示，因此所述 電化學(xué)測試條帶僅為部分充滿。
圖6顯示本發(fā)明的測量計(jì)的外觀。所述測量計(jì)具有插槽61和顯示 屏62.所述插槽61具有開口 63，測試條帶可插入其中進(jìn)行使用。所述測 量計(jì)還具有按鍵64已指示測量循環(huán)的開始，或者具有內(nèi)部裝置以檢測 測試條帶的插入或者樣品的應(yīng)用。這些裝置在本領(lǐng)域內(nèi)已知，例如美國 專利第5,266,179號；第5,320,732號；第5,438,271號和第6,616,819號， 這些文獻(xiàn)通過引用并入本文。在本發(fā)明的測量計(jì)中，按鍵、顯示屏諸如 LCD顯示屏、RF、紅外或其它無線傳輸器、有線連接器諸如USB、并 口或者串口連接器構(gòu)成了從用戶接受輸入和與向用戶顯示結(jié)構(gòu)的方 法，并且可單獨(dú)使用或者以多種組合使用。
圖7顯示內(nèi)部視圖，其中顯示了所述測量計(jì)與測試條帶的結(jié)合。如 所示，所述測試條帶71具有接觸點(diǎn)72、 73，所述電極可通過這些接觸 點(diǎn)與所述測量計(jì)的接觸點(diǎn)74 、 75進(jìn)行電接觸。
進(jìn)行雙層電容的DC測量的裝置包括電路，例如在電路板上與編程 微處理器相連，所述編程微處理器與電路配合提供所希望的安培計(jì)和電 勢計(jì)之間的切換，并如所描述的那樣檢測電流和電壓。適用于在其中測 量電流的安培計(jì)運(yùn)行模式和其中測量電勢差的電勢計(jì)運(yùn)行模式間進(jìn)行 切換的裝置在2004年5月30日遞交的美國臨時(shí)申請第60/521,592號和 在2005年3月25號遞交的60/594,285號(這些文獻(xiàn)在此通過引用并入 本文)有所描述。圖8顯示本發(fā)明的測量計(jì)的一個(gè)實(shí)施方式的電路圖。 然而，應(yīng)當(dāng)理解也可以使用其它部件，根據(jù)施加和切換電壓得到相同結(jié) 果。工作電極80與op amp80通過含有開關(guān)82的連接器相連，然后連 結(jié)至op amp 83。反電才及84與op amp 85和86相連。Op amp 83, 85和 86是高阻抗輸入放大器。當(dāng)在安培計(jì)模式下運(yùn)行以測量分析物時(shí)，電壓 V2施加到op amp 81,然后電壓VI施加到op amp 85, V2大于VI 。所 得電極間的電勢差導(dǎo)致與分析物量相關(guān)的電流的產(chǎn)生，而該電流可在輸
出87被監(jiān)測到，并被轉(zhuǎn)換為對分析物存在的指示或者對分析物量的指
示。當(dāng)開關(guān)82打開以建立開放電路并停止施加所述電勢差時(shí)，電流中 斷，放大器86的輸出恢復(fù)所述反電極的電勢，而放大器83的輸出恢復(fù) 工作電極80的電勢。來自opamp83和叩amp86的輸出間的差異指示 了化學(xué)勢的衰減，根據(jù)上述方法進(jìn)行處理以建立部分充滿的指示。
圖9顯示可作為替代的另一版本的電路，該電路僅使用兩個(gè)叩amp 和更多數(shù)目的開關(guān)。工作電極80與接受輸入電壓V2的op amp 81相連。 反電極84與高輸入阻抗叩amp 90通過兩條帶有開關(guān)的線路中的一條相 連。輸入電壓VI與所述電路通過第三條帶有開關(guān)的線路相連。當(dāng)開關(guān) 91和93閉合，開關(guān)92打開時(shí)，所述電路行使安培計(jì)模式的功能，而在 95的輸出反映出電極上的電流。當(dāng)開關(guān)92閉合，開關(guān)91和93打開時(shí)， 所述電路運(yùn)作在電勢計(jì)^^莫式下，而在95的輸出恢復(fù)所述反電極的電勢 (與圖8中的放大器86相似)。因此，在95的輸出間接反映出電極間 的電勢差。電極間的實(shí)際電勢差異是在95的輸出和opamp81 (在80, 工作電極)的輸出之間的差異。
在本發(fā)明的測量計(jì)中，當(dāng)所述雙層電容的測量值低于預(yù)定水平時(shí)， 將恰當(dāng)?shù)叵蛴脩舭l(fā)出指示未完全充滿的信號。
VIII.利用本發(fā)明進(jìn)行質(zhì)量控制測試
作為指示使用中的電化學(xué)測試條帶的部分充滿的替代，如上所述的 雙層電容測量值也提供了對采用諸如絲網(wǎng)印刷等方法制造的電極質(zhì)量 的指示。其中所述印刷質(zhì)量差或者不一致時(shí)，在所觀察到的雙層電容中 的波動將比印刷質(zhì)量始終良好的批次要多(參見圖12和實(shí)施例4)。因 此，本發(fā)明的另一方面提供了一批電化學(xué)測試條帶的質(zhì)量檢測方法，所 述方法包括
(a) 從所述批次中獲得數(shù)條測試條帶；
(b) 將樣品應(yīng)用到所述測試條帶上；
(c) 在樣品存在下測量所述測試條帶的雙層電容；以及
(d) 測定在所測量的雙層電容中的波動性，其中超過預(yù)定閾值的 波動指示出所述測試條帶的質(zhì)量缺陷。
應(yīng)當(dāng)理解所述測試條帶的"數(shù)條"應(yīng)當(dāng)為足夠多到能代表整批的數(shù)
試。此外，希望能在所述批次制造的不同時(shí)間取出測試條帶用于測試，
并且如果制造多條帶片材時(shí)，則從所述片材的不同部位進(jìn)行切割。
應(yīng)用到所述測試條帶上的樣品可以是血液樣品。然而，因?yàn)殡p層電
容的測量僅需要產(chǎn)生化學(xué)勢梯度，因此優(yōu)選采用含有電荷載體的參比溶
液，例如氰亞鐵酸鹽和鐵氰化物的混合物。
所述測量的雙層電容的"波動性，，可以釆用任何可接受的數(shù)學(xué)分析
進(jìn)行測定。例如，波動性可由測量值的范圍所指示，或者由所述測量值
的標(biāo)準(zhǔn)偏差所指示。
實(shí)施例
實(shí)施例中，利用具有面向絲網(wǎng)印刷碳電極、625納升的名義樣品體積和 觀察窗的電化學(xué)測試條帶進(jìn)行測量。當(dāng)不能通過觀察窗觀察到樣品時(shí)可 認(rèn)為測試條帶部分充滿。在測試中使用的血液樣品是使用VacutamerTM 試管新鮮抽取的(少于8小時(shí)))，并使用EDTA作為抗凝劑穩(wěn)定過。 具有各種血細(xì)胞比容的血液樣品按照如下描述來制備對已知血細(xì)胞比 容和葡萄糖濃度的普通血液樣品進(jìn)行離心，移除足夠的血漿以留下hct 65樣品，然后通過將該樣品與合適的量的血漿重新混合制得更低的血細(xì) 胞比容。由于這些樣品由單一血液樣品快速制得，因此它們具有相同的 血漿葡萄糖濃度。通過在離心前向血液中加入1M葡萄糖^f諸備溶液獲得 不同葡萄糖濃度。 實(shí)施例1
向電化學(xué)測試條帶施加300 mV并保持直至觀察到平穩(wěn)的電流。然 后切斷所施加的電壓，并測量所述工作電極和反電極之間的電勢差。在 相對所述反電極的不同電勢下，測量數(shù)個(gè)具有不同葡萄糖濃度(3.17 mM 16.5mM)和血細(xì)胞比容(20、 40或60 )的樣品的孩i分電容。結(jié) 果概述在圖10中。應(yīng)當(dāng)注意因?yàn)閄軸表示電勢差，所述圖的右手側(cè)反 映在更低電壓降下完成的測量。
如圖10所示，雖然所述曲線并非常規(guī)地取決于濃度或者血細(xì)胞比 容，但針對指定樣品/測試條帶的微升電容隨其測試時(shí)的電勢變化明顯。 此外，所述圖顯示區(qū)域100，其中C虹隨電壓的變化較小，因此優(yōu)選在 此電壓差區(qū)域里進(jìn)行用于測定Cdlf的測量。
實(shí)施例2向帶有血液樣品的電化學(xué)測試條帶施加300 mV直至觀察到平穩(wěn)電 流，其中所述血液樣品具有179mM或者20.2mM的葡萄糖。然后切斷 所施加的電壓，并測量將所述雙層從250 mV放電至150 mV時(shí)所通過 的電荷。然后再次施加300mV,并乂見測將所述雙層再次充電至250mV 所通過的電荷。所述充電和放電電流的關(guān)系經(jīng)觀察為基本線性且截距為 0。然而，所測定的再次充電的電荷少于》文電的電荷，指出在100ms時(shí)
荷的觀測量與葡萄糖濃度無關(guān)，盡管更高的濃度衰減得明顯更快。^ 實(shí)施例3
向帶有血液樣品的電化學(xué)測試條帶施加300 mV直至觀察到平穩(wěn)電 流，其中所述血液樣品具有不同血細(xì)胞比容水平(20、 40或60)和3.87 mM、 10.2 mM或20.1 mM的葡萄糖濃度。然后切斷所施加的電壓，并 在V電極以下40 mV測量孩吏分電容。才艮據(jù)在^見察窗中對才羊品的^見察標(biāo)明 條帶為充滿或部分充滿。圖11顯示各條條帶的測量微分電容。在圖11 中，葡萄糖濃度由線的類型標(biāo)明(實(shí)線=3.87mM，虛線=10.2 mM以 及點(diǎn)劃線=20.1 mM);血細(xì)胞比容由符號形狀標(biāo)明(菱形=20;三 角形=40;方形=60)。實(shí)心符號表示充滿的測試條帶，而空心符號 表示部分充滿。在圖11中的水平線是設(shè)定在1.7 nF的微分電容閾值， 利用其與測試條帶一起評估樣品充足性。如所示，所有充滿的樣品結(jié)果 為高于此閾值的電容，而僅有三個(gè)部分充滿的樣品給出錯(cuò)誤結(jié)果。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解設(shè)定閾值取決于接受部分充滿，或者排除 其它可接受的樣品的意愿。
實(shí)施例4
為評價(jià)本發(fā)明的方法的魯棒性，評估了來自同一制造商的如上所述 的IO批不同的具有相同設(shè)計(jì)的測試條帶。圖12顯示所述IO批的結(jié)果， 繪制出微分電容對比衰減至50 mV的時(shí)間的圖。由該圖可觀察到兩點(diǎn)。 首先，對于所述IO批中的8批而言，微分電容相當(dāng)穩(wěn)定，盡管達(dá)到50mV 下降的時(shí)間并不相同。這對動態(tài)地確定測量時(shí)間提出質(zhì)疑，但也表現(xiàn)出 所述技術(shù)的魯棒性。與其它8批不相同的兩批也顯示出相當(dāng)穩(wěn)定的電容 水平，以及降至50mV的時(shí)間的變動很小?？膳卸ㄔ谶@幾批中利用不同 的技術(shù)對碳電極進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。因此，為判斷標(biāo)明部分充滿而確定的電
容截至值Casn也可用于判斷標(biāo)明一貫制造技術(shù)的批與批之間的變化，但 當(dāng)制造技術(shù)改變時(shí)，所述截至值可能需要重新設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測電化學(xué)測試條帶中的部分充滿的方法，所述測試條帶含有電極，以及放置于所述電極間的液體樣品，所述方法包括a)將樣品放入電化學(xué)測試條帶；b)在所述測試條帶的電極間施加電勢差，Vapp；c)在時(shí)刻t切斷切斷已施加的電勢，并可選地施加第二電勢；d)觀測產(chǎn)生的電流，并由觀測到的電流確定電極之間的雙層充電或放電；e)觀測所施加的電勢被切斷之后的電壓變化，并由所測量的雙層充電或放電和觀測到的電壓變化確定測試條帶的雙層電容；以及f)將所測定的雙層電容與參考值進(jìn)行對比，其中小于所述參考值的雙層電容指示所述液體樣品覆蓋部分電極，因此所述電化學(xué)測試條帶僅為部分充滿。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述雙層電容是根據(jù)下式確定的 積分電容<formula>formula see original document page 2</formula>其中i是電流，t是時(shí)間，v是電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中通過監(jiān)測電極間的電勢差的衰減 來判定所述電勢衰減至閾值Vw值所需的時(shí)間ts值，從而測定At，其中A t = t閾值_ t切斷。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中雙層電荷放電量由 ^ =1切斷At確定，其中I切Sr是剛好在t 切斷旨的t 〉充o
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述電流是在時(shí)刻tmeas由觀測到 的t切w之前的電流外延確定的估計(jì)值。
6. 如權(quán)利要求2~5中任一種所述的方法，其中AV是Vapp和V閣值之間的差值。
7. 如權(quán)利要求2 察瞬時(shí)電壓降，V 下降,
8. 如權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的方法，其中在切斷電勢之后觀而△ V由(V叩p — V下降)—V M值纟合出。7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所觀察到的電流在再次施加電勢后產(chǎn)生，并且所述雙層電容由雙層充電確定。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中根據(jù)以下式確定微分電容Cdif= 1/(薩t)其中I是電流，(dV/dt)是在時(shí)刻Tmeas的瞬時(shí)電壓變化。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述電流I是剛好在時(shí)刻T切斷 之前的電5危。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述電流是在時(shí)刻tmeas由觀測 到的t她之前的電流外延確定的估計(jì)值。
12. 如權(quán)利要求9~11中任一項(xiàng)所述的方法，其中tmeas是動態(tài)確定的。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中tmeas是所觀測的電勢比施加電 勢低預(yù)定量時(shí)的時(shí)刻。
14. 如權(quán)利要求9~ 12中任一項(xiàng)所述的方法，其中在電勢切斷之后 觀測瞬時(shí)電壓降V下降，其中tmeas是所觀測的電勢比(Vapp _ V下降)低預(yù) 定量時(shí)的時(shí)刻。
15. 如權(quán)利要求9~ 14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述電流I是剛好在時(shí)刻T切斷之前的電《u。
16. 如權(quán)利要求9~ 14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述電流是在時(shí) 刻tmeas由觀測到的t ^之前的電流外延確定的估計(jì)值。
17. 如權(quán)利要求1 ~ 16中任一項(xiàng)所述的方法，其中在與所述參考值 進(jìn)行比較之前，通過加法修正項(xiàng)對所測量的雙層電容進(jìn)^S奮正，其中所 述加法修正項(xiàng)是溫度和攜氧量的函數(shù)。
18. —種測量計(jì)，用于接受帶有電極的電化學(xué)測試條帶，并且當(dāng)所 述電化學(xué)測試條帶被接受進(jìn)所述測量計(jì)時(shí)，所述測量計(jì)提供對應(yīng)用到所 述電化學(xué)測試條帶上的分析物的測量，所述測量計(jì)包括(a) 用于接受電化學(xué)測試條帶的具有開口的插槽；(b) 接受用戶輸入并將結(jié)果顯示給用戶的通訊裝置；(c )對所述測量計(jì)接受的含有樣品的測試條帶上的雙層電容進(jìn)行 DC測量的裝置，并將所測量的雙層電容與參考值相比較，其中小于所 述參考值的雙層電容是所述液體樣品覆蓋部分電極的指示，因此所述電 化學(xué)測試條帶僅為部分充滿。
19. 如^又利要求18所述的測量計(jì)，其中所述進(jìn)^"對雙層電容的DC 測量的裝置包括電路和編程處理器(i) 在所述測試條帶的電極間施加電勢差Vapp;(ii) 在時(shí)刻t切"刀斷所施加的電勢，并可選地在隨后的一個(gè)時(shí)刻 再次施加第二電勢；(iii) 觀測產(chǎn)生的電流，并由觀測到的電流確定電極之間的雙層充 電或》文電；以及(iv) 觀測施加電勢被切斷之后的電壓變化，并按照實(shí)施例1~17 中任一項(xiàng)所述的方法，由所測量的雙層充電或放電和乂見測到的電壓變化 確定測試條帶的雙層電容。
20. —種測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)包括如權(quán)利要求18或19所述的 測量計(jì)，和放置在插槽之中的電化學(xué)測試條帶。
21. 如權(quán)利要求20所述的測量系統(tǒng)，其中所述電化學(xué)測試條帶測量 樣品中的葡萄糖。
22. —種對一批電化學(xué)測試條帶進(jìn)行質(zhì)量檢查的方法，所述方法包括(a) 從所述批次中獲得數(shù)條測試條帶；(b) 將樣品應(yīng)用到所述測試條帶上；(c) 在樣品存在下測量所述測試條帶的雙層電容；以及(d) 測定在所測量的雙層電容中的波動性，其中超過預(yù)定闊值的 波動指示出所述測試條帶的質(zhì)量缺陷。
全文摘要
通過對雙層電容進(jìn)行DC測量來判斷電化學(xué)測試條帶的部分充滿，其中所述雙層電容來自于含有樣品例如需要測定葡萄糖的血液樣品的測試條帶上的充電電荷或者放電電荷。將所測量的雙層電容與參考值進(jìn)行比較。所述雙層電容可作為積分電容或者微分電容被測定。雙層電容也可用于質(zhì)量控制以監(jiān)測電極制造的質(zhì)量，尤其是在使用絲網(wǎng)印刷電極的條帶中。
文檔編號G01N33/487GK101198868SQ200680021625
公開日2008年6月11日 申請日期2006年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者I·哈丁, R·威廉斯, S·伊尹加, S·迪亞蒙德 申請人:埃葛梅崔克斯股份有限公司