專利名稱：生物傳感器裝置中取樣體積適當(dāng)?shù)臏y(cè)定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域是電化學(xué)測(cè)定生物流體中的分tftl，尤其是待測(cè)試分析物濃度的 生物流,品術(shù)只適當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)測(cè)定。
背景技術(shù)：
生物流體，例如，血液^IL源tt^品如血漿的分析物濃度測(cè)劍當(dāng)今社會(huì)具 有日益增長(zhǎng)的重要性。這類化-戯5賙于許多用途和體，包括臨床實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、 家庭測(cè)試等等，這菊則試的結(jié)果在許多,癥狀的診斷和鵬中趣著作用。通 常感興趣的分析物包括用于糖尿病管理的葡萄糖、用于鵬心血管癥狀的膽固醇， 等等。隨著分析物濃度檢測(cè)重要性的增長(zhǎng)，己經(jīng)研發(fā)了許多適于臨麻卩家劇頓 的分豐ift^測(cè)方案和體。
用于分析物檢測(cè)的一種鄉(xiāng)的方法是電化學(xué)基礎(chǔ)的方法。在這默法中，含 7K液懶品方iA由至少兩個(gè)電銜即，相反的/參考電極和工作電購(gòu)會(huì)賊的電化學(xué) 電池的鵬區(qū)，這里電極具有賦予它們適于電流測(cè)定的阻抗。待分析的成分，即， 分禾，，允許直接與電極，^t直接或間接與氧4K原劑g，生^5分析物濃 度相對(duì)應(yīng) 的可氧化(或可還原)物質(zhì)。接著電化學(xué)估計(jì)出現(xiàn)的可氧化(或可還原) 物質(zhì)的M，該M與開(kāi)始樣品中存在的分析物M有關(guān)。
通常地，電化學(xué)電池是可任意處理的測(cè)試條形式，生物樣品&i:面沉積，它 ^it行電化學(xué)分析物濃度測(cè)定的儀表內(nèi)是可接收的。采用這^M測(cè)試條(通常 被稱作生物傳繊)的儀器的觀賦系統(tǒng)的實(shí)例包括美國(guó)專利Nos.5,942,102、 6,174,420 Bl和6,179,979 Bl中找至lj。在這里公開(kāi)它們作為參考。借助于這些系統(tǒng)， 生物樣品中分析物濃度的觀啶首她括獲得生物樣品并且使樣品與測(cè)試條的鵬 區(qū)撤蟲(chóng)，以便生物樣品，更具體地是感興趣的分析物^^衍生物，可以與與鵬 區(qū)*目聯(lián)合的化學(xué).(例如測(cè)試試夯i」)^。為了獲得具，興趣分析物的準(zhǔn)確測(cè)定，必須將最小取樣術(shù)P用于鵬區(qū)。通常歸因于用戶的錯(cuò)誤赫患者不i^或判斷錯(cuò)誤，衛(wèi)共不充分量的取樣術(shù)只荊杯尋常的。不準(zhǔn)確的測(cè)定育,導(dǎo)致誤診 跡當(dāng)治療，例細(xì),不適當(dāng)齊糧的藥物、病人不依從等。這樣對(duì)于生活1裕負(fù)頻 繁監(jiān)控體內(nèi)分析物的人，例如糖尿病人，會(huì)導(dǎo)I^重和甚至有生命I^辦的后果。 一種確保充分生物樣品的手段^1飽和劍頓大于充滿測(cè)試條皿區(qū)必需 ^f只的取樣流體。OT不必要的大體積的取^^體尤其M液的缺點(diǎn)，是需要從患者抽取 體積的血樣。這里對(duì)OT相當(dāng)大的血樣術(shù)只，從而必需^頓^i: 徑的針管和/鄉(xiāng)ij入^^更深。這些因歸號(hào)加患者的不適和繊，并TO于毛細(xì) 管血液不易于壓出的個(gè)體，船隹完成。由于這種取樣方法在一天內(nèi)育經(jīng)常重復(fù)， 例如對(duì)于許多糖尿病人，繊的增加鵬變得幾乎不能忍受就法一同忍受。已經(jīng)研發(fā)了一M析物檢測(cè)生物傳^i以衛(wèi)斜見(jiàn)覺(jué)上確認(rèn)取樣^f只的適量， 然而，這種特征不排除病人判斷取樣術(shù)p遞中的可能錯(cuò)誤，例如，糖尿病人可 能患有視覺(jué)惡化。某些其它的分析物檢測(cè)感受^^共用戶3蚊的測(cè)定樣品術(shù)p適當(dāng)?shù)姆椒?。美?guó)專利Nos.5，628,890和5,650,062和PCT專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào) WO99/32881(PCT專利申請(qǐng)?zhí)朜oPCT/US98/27203)公開(kāi)了這類生物傳感器的例 子。尤其，'881公開(kāi)說(shuō)明書(shū)描述了電化學(xué)葡萄糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它Mil將己知頻率 的船K平AC電壓信號(hào)(無(wú)DC電壓條多)用于生物傳繊，接著測(cè)定所得阻抗的實(shí) 分量和虛分量，試圖測(cè)定應(yīng)用于生物傳繊的樣品^^只適當(dāng)。這些阻抗值接著與微處理器的禾MJ^存儲(chǔ)器內(nèi)的檢録比較?？紤]至腿種系統(tǒng)取決于血、Mniffl胞比容水平和環(huán)境鵬變化，這種方法的準(zhǔn)確性可能是另夕喊問(wèn)題的。'881公開(kāi)說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的另一技術(shù)缺點(diǎn)在于如果測(cè)定樣品^i^只不充分，分 析物檢測(cè)測(cè)i^^、須中止，即"合格不合格"情形。這導(dǎo)致需要從患者采集另一樣品，如Jjs;f述，這是不方便的和對(duì)于患者是非常繊的，可能導(dǎo)致患者招M^ 藥物治療方案中不似人。鈔卜，重復(fù)測(cè)試導(dǎo)致測(cè)試條的浪費(fèi)并增加了方法的駄。 如所指的，頓于準(zhǔn)確和精確測(cè)定用于電化學(xué)分析物濃度測(cè)定的樣品術(shù)p適當(dāng)?shù)男录夹g(shù)上有搟賣的興趣。特另啲興趣會(huì)是開(kāi)發(fā)育的多非常準(zhǔn)確和3fiil測(cè)定樣品 ^^P適當(dāng)?shù)姆椒?。開(kāi)發(fā)這種樣品^f只適當(dāng)測(cè)定技術(shù)是客I^卜有益的，其中取樣術(shù)只 不充分的測(cè)定不需要中止分析物濃度測(cè)定試驗(yàn)。理想地，這種技術(shù)會(huì)校正小于最 優(yōu)的取樣術(shù)只，掛期隹確的分析物濃度觀啶，不需要^f共新的樣品和進(jìn)fil 的實(shí) 驗(yàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明衛(wèi)共測(cè)定生物樣品術(shù)只和觀啶該懶只是否足以產(chǎn) 至少一種選自 生物樣品特征(例如其中包含的分析物濃衝進(jìn)行準(zhǔn)確觀啶的系統(tǒng)和方法。某些這類 方法和系統(tǒng)樹(shù)共了對(duì)被確定為小于適當(dāng)?shù)臉悠穅fRiS行艦以便繼續(xù)進(jìn)行測(cè)定程 序的附加功能。本發(fā)明采用生物傳麟，例如生物溶液的樣品#|只沉積于其上的電化學(xué)測(cè)試 條，以及配置接收該測(cè)試條并對(duì)生物樣品內(nèi)選擇的分析物的濃度的進(jìn)行測(cè)定的儀 表。電化學(xué)測(cè)試條，以下更^^地介紹，包括由相反的電膨鵬的電化學(xué)電池， 在電^^間定義為接收生物學(xué)樣品的破區(qū)，其中鵬區(qū)具有規(guī)定的厚度和術(shù)只。 充分的電壓作用于電化學(xué)電池時(shí)，雙層充電和電化學(xué)鵬會(huì)發(fā)生。結(jié)果，電 荷流向電池的電極。電極溶液界面與電容器的相似。電荷與電壓的比確定電極溶 液界面的電容。由于總電荷歸因于雙層充電和電化學(xué)，，兩個(gè)不同的電容分量，OA和Cs，分別有助于電池的總或等效電執(zhí)參見(jiàn)Bar4 A. J.和Faulkner, L.R.電化學(xué) 方法,腦)。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電化學(xué)電池的等效電M精確測(cè)定取樣術(shù)只中是最相關(guān)因 素，由于爭(zhēng)效電池電容和與樣品("1M的電池面積")^!蟲(chóng)的電池電極的表面積數(shù) M^性比例，因此，與電池內(nèi)，即獻(xiàn)拉間的樣品術(shù)P纖性比例。發(fā)明娛 發(fā)現(xiàn)電化學(xué)電池的爭(zhēng)效電阻在精確測(cè)定取樣^f只中客妙卜相關(guān)，原因是等效電池電 阻與S^的電池面積減反比，并因此與取樣^f只成反比。從而，本發(fā)明的一項(xiàng)特征是由等效電池電容^#^效電池電容和爭(zhēng)效電池電 阻可以導(dǎo)出這樣的鶴的電池面積和相應(yīng)取#^只。本發(fā)明的另一項(xiàng)特征是控制某些其它干擾準(zhǔn)確測(cè)定取樣懶鄰勺因素(例如，電 池的厚度、離子類的濃度，等鉤，以便爭(zhēng)效電池電容的值3拉并不受樣品內(nèi)葡萄 糖濃度和血、Ml細(xì)胞比容水平、環(huán)境鵬、血液供血都寺性和其它血M常的干 擾成分的影響。本發(fā)明的又一項(xiàng)特征是衛(wèi)共對(duì)確定為小于充分量的取樣術(shù)P邀行艦以便繼續(xù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析物濃度觀啶的害妙卜功能。從而，本發(fā)明掛共測(cè)定用于測(cè)定供體(donor)內(nèi)一種或多種選擇分析物濃度 的生物樣品^IP適當(dāng)?shù)姆椒?，該方法ii^了3^些目的^f共了i^^ir征。姓題方法的某些實(shí)船案中，低振幅和具有選^^率的的交流電壓(AC電蜀作用矜有待測(cè)試生物樣品的生物傳繊，因彪合生物傳繊充電。可選搟也，直流電壓(DC電ffi)可同時(shí)與AC電壓一鵬用，以增加使生物傳繊電容變得穩(wěn)定的速率。接著測(cè)定由這種充電產(chǎn)生的所得交流電，并然后由所得的交流電確定 生物傳感器的等效電池電容。接著用爭(zhēng)效電池電容確定與樣品溶液撤蟲(chóng)的生物傳 的表面積的{直，然后將表面積用于導(dǎo)出生物傳感器內(nèi)樣品的^l只。在確定樣 品#^對(duì)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析物濃度測(cè)魏當(dāng)之后，測(cè)定該分析物的濃度。另一方面， 如果確定取樣^l只不充分，主題方法可進(jìn)一步包括在分析物濃度測(cè)定方法期間對(duì)該不充分取樣^IRit行艦。不充分的取樣^f只的校正包括確定必需的艦系數(shù)， 它至少部分上包括確定含有實(shí)際取樣術(shù)只的生物傳 1的爭(zhēng)效電池電#^充滿整 個(gè)可利用的^f只時(shí)的生物傳繊電池電容之比。本發(fā)明也包括實(shí)M^題方法的系統(tǒng)。主ism統(tǒng)包括電子元件禾p/或打算^ffi并且與生物傳麟電T^禺合的電路，例如，如可任意4頓(disposable)測(cè)試條形式 的電化學(xué)觀啶電池，其中待測(cè)i^(^tM31魏管作用沉積和取出。更典型地， 該電子電路與儀 ^它配置接收的自動(dòng)裝置結(jié)合并且可操作地與該電化學(xué)電 池，例如自由j頓的測(cè)試織合，并且測(cè)定電化學(xué)電池內(nèi)生物樣品的一種或多種 物理或化對(duì)爭(zhēng)性。最典型地，這類特性包括生物樣品內(nèi)一種或斜鴨巴分析物的濃 度。這種電子電足鮑括分立的電子元件，例如，電源電壓，禾口/或具有多個(gè)電路元 件和/或半導(dǎo)體裝置的集成電路，例如適當(dāng)編程以基于某些來(lái)自電化學(xué)電池的信號(hào)^yg輸入執(zhí)行主題方法的步驟和功能的微處理器。據(jù)些實(shí)航案中，本發(fā)明的系統(tǒng)包括如岡U才描述的電子電路和自動(dòng)化測(cè)定 體或儀表，其中電子電路結(jié)構(gòu)上和辦讓與自動(dòng)化測(cè)定驢構(gòu)] #。主題方法和系綱于測(cè)定不同生物樣品，例如尿、眼淚、唾液等的取樣術(shù)只 的同時(shí)，它們特別適用于測(cè)定血液艦液部分等的取樣術(shù)只。itWh主鵬統(tǒng)和 方法適于觀啶為測(cè)定樣品中斜中物理和化對(duì)寺征作準(zhǔn)備的取樣^f只。它們?cè)跍?zhǔn)備 測(cè)定樣品內(nèi)選擇的分析物的濃度中特別有用?；陂喿x以下完全描述的本發(fā)明方法和系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，本發(fā)明的這些和其它目 的、優(yōu)點(diǎn)和特征對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員是明顯的。


圖1是適于電化學(xué)分析物濃度測(cè)卑的示范性常規(guī)電化學(xué)測(cè)試條的部ff^軍 圖，它可用于本發(fā)明。
圖2是圖1觀賦條等效電池阻抗典型電路的圖解說(shuō)明。圖3是可操作地與電化學(xué)生物傳ii^偶合以便電壓作用于生物傳繊時(shí)測(cè)定電化學(xué)生物傳^tl等效電池電容的本發(fā)明系統(tǒng)的，圖。圖4是描述電池以取#^液分別完全充滿和半充滿時(shí)，圖1測(cè)試條電化學(xué)電 池的等效電池電W(y柳與時(shí)間(x柳的變化關(guān)系圖。圖5是描述圖1測(cè)試條電池以取賺液分別完全和半充滿時(shí)，電化轉(zhuǎn)效電 阻(y軸)與時(shí)間(x柳的變化關(guān)系圖。圖6是描述電池以取樣溶液分別完全充滿和半充滿時(shí)，圖1測(cè)試條電化學(xué)電 池的等效電池電執(zhí)"的在將取樣溶翻于測(cè)試麵軸)之后0.5秒的變化關(guān)系的直 方圖。圖7是描述圖1觀賦條電池以取|^#液分別完全和半充滿時(shí)，電效電池電容 和爭(zhēng)效電池電阻(y軸)與時(shí)間(x軸)的比率圖。圖8描述電化學(xué)電池以取#^液分別完全充滿和半充滿時(shí)，爭(zhēng)效電池電容和 等效電池電阻(y軸)對(duì)點(diǎn)樣后0.5秒觀啶的等效電池電執(zhí)x軸)的比的散點(diǎn)圖。具體實(shí)航案本發(fā)明掛共適于觀啶測(cè)定樣品選搟寺征(例如，分析物濃衝目的的生物樣品 術(shù)只，以及測(cè)定是否該術(shù)K^以產(chǎn)4^掛寺征準(zhǔn)確觀啶的系統(tǒng)和方法。某些這類系統(tǒng)和方法提供了對(duì)被確定為小于適當(dāng)?shù)娜觀^逆行校正以，該特tBa行準(zhǔn)確測(cè)定的l妙卜功能。^4一步詳細(xì)描述本發(fā)明之前，本發(fā)明應(yīng)該被働軍為不限于所描述的具體實(shí) 施例，當(dāng)然同樣可以變化。同樣應(yīng)當(dāng)働早本文使用的術(shù)，僅是用于描述具體實(shí)船案目的，并不打算限制，原因是本發(fā)明的范圍僅^ia待審的權(quán)利要求限制。^^f掛共的數(shù)值范圍中，可以働率成在一個(gè)范圍和其他樹(shù)可所述的范圍內(nèi)的每一個(gè)中間值，駒一另有清楚描述，為下限單位的十分之一，劇p個(gè)所述范圍 內(nèi)的中間值，包括在本發(fā)明內(nèi)。^n包含在較小范圍內(nèi)的這些較小范圍的上限和 下限也包括在本發(fā)明內(nèi)，可以有戶腐范圍內(nèi)的樹(shù)可具體除外的界限。所述范圍包 括一個(gè)或兩個(gè)界限，本發(fā)明還包括除州封可一個(gè)所包括的界限的范圍。除非另外定義，本文〗OT的所有技斜口科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常職科胴的含義。盡管招可對(duì)yM等同于本文描述的方法和材料也可用于本發(fā)明的實(shí)踐或觀賦，但是本飯是描述了有限M的示范方法和材料。9必須注意，如本文和待審的權(quán)利要求{柳，單數(shù)形式的"一"(a、 an)禾口所 述(the)包括復(fù)itX^，除非上下文有另夕卜清楚的說(shuō)明。本^i^的所有公開(kāi)說(shuō)明書(shū)收編于此作為參考，以公開(kāi)和描述與弓l用的公幵說(shuō)明書(shū)相關(guān)的方法稱^it才料。僅僅由于它們?cè)诒旧暾?qǐng)?zhí)峤蝗罩肮_(kāi)，因此可以 樹(shù)共本文討論的公開(kāi)說(shuō)明書(shū)。本文不會(huì)構(gòu)/ 發(fā)明由于在先發(fā)明^5禾BI前該公開(kāi) 的許可。進(jìn)一步地，衛(wèi)共的
公開(kāi)日
廁能不同于實(shí)際
公開(kāi)日肌它需要斜蟲(chóng)確認(rèn)。 定義本文f頓的術(shù)語(yǔ)指位于電極表面和電壓作用于電極時(shí)與電極表面接 觸的溶液(例如，生物溶液樣品)之間的界面所雜的帶電種類和定向偶極的齡陣 列。本文1頓的術(shù)語(yǔ)"鵬電容"Cd!意^M^M電極溶液界面充ffe^m的電容。 本文使用的術(shù)語(yǔ)"法fe^電容"Cg指歸因于發(fā)生在電極表面上的電化學(xué)⑩ 過(guò)程的假電容分量。本劉OT的術(shù)語(yǔ)"法fe^電流"iF意指發(fā)生在已^M加4E的電極表面的電流或電子轉(zhuǎn)移。本文4頓的關(guān)于電化學(xué)電池的術(shù)語(yǔ)"爭(zhēng)效電池電容"C指離電 化學(xué)電池的總的等效電容，它在電壓已經(jīng)作用于電化學(xué)電池時(shí)產(chǎn)生。等效電池電 容由,電池電容和法l碟電容支配。本文{頓的與電化學(xué)電池有關(guān)的術(shù)語(yǔ)"等效電池電阻"R意 薛5電化學(xué)電池 的總爭(zhēng)效電阻，它在電壓已經(jīng)作用于電化學(xué)電池時(shí)產(chǎn)生。本文使用的與電子電路^;辨例如，電化學(xué)電池)有關(guān)的可互換使用的"等 效電池阻抗"Z意指包括但不須限于爭(zhēng)效電池電容和等效電池電阻組合的電路的 總阻抗，它在電壓已經(jīng)作用于電化學(xué)電池時(shí)產(chǎn)生。本文《頓的術(shù)語(yǔ)"法拉弟電流"1F意指作為施加電壓時(shí)電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，由電子在取樣元件和電極表面之間轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的電流。本文可互換{頓詞語(yǔ)"驢"、"測(cè)定"、"計(jì)算"等和它們各自的派生詞。 本發(fā)明現(xiàn)在將詳細(xì)描述。M^^描述本發(fā)明中，首先介紹該系統(tǒng)使用和本發(fā)明方、賊用的示范性的電化學(xué)生物傳感器，接著駐題方法和系統(tǒng)的詳細(xì)說(shuō)明，以及包括用于實(shí)施i姓題方法的主題系統(tǒng)的試劑盒的說(shuō)明。 電化學(xué)傳 如上概述，本發(fā)明提供用于測(cè)定生物材禾斗樣品體積(該生物材料樣品用于分析物濃度測(cè)定)并確定該術(shù)只是否充分以產(chǎn)生準(zhǔn)確的分析物濃度測(cè)定的方法和系 統(tǒng)。這些方法和系統(tǒng)以生物傳繊的方式4頓，更具體地是基于電化學(xué)電池的生 物傳 ，其中存方j(luò)^^，取樣的生物豐才料?；陔娀瘜W(xué)電池的生物傳mi^變通的設(shè)計(jì)。分析物濃M測(cè)領(lǐng),用的:W常的這些設(shè)計(jì)包括測(cè)試條構(gòu)造，例 如美國(guó)專利No.6,193,873和共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)Nos.09/497,304、 09/497，269、 09/736,788禾口 09/746,116公開(kāi)的那些，這些公開(kāi)收編于本文作為參考。 這些測(cè)試條與為電化學(xué)觀啶而配置的儀表一趙柳，例如^&專利參考 中 公開(kāi)的那些。除了觀賦條;^卜的電化學(xué)生物傳臓也適用于本發(fā)明。例如，電化學(xué)電池可以具有圓柱形構(gòu)造，其中芯電極(core electrode)同軸地位于第二管狀電極內(nèi)。該 電化學(xué)電池構(gòu)造可以題微針形式，例如赫總做針結(jié)構(gòu)內(nèi)以便京jtt恥列如，通 常在iJM面上)測(cè)定，藏以有形或液體的形式與微針結(jié)構(gòu)相魏 (comminication)。這魏微針的例子公開(kāi)在2001年6月12日提交的共同未決 的美國(guó)專禾係列號(hào)Nos.09/878，742禾口09/879,106中，收編于此作為參考。對(duì)本公開(kāi)而言，會(huì)在以觀賦條構(gòu)造內(nèi)的電化學(xué)電池方式^頓中描勝^a;然而，本領(lǐng)域辦東人員會(huì)働軍主^g可以扭可適合的電化學(xué)電池構(gòu)造的方式JOT，包括 顯微針構(gòu)造。進(jìn)行的該，的電化學(xué)測(cè)定取決于使用了電化學(xué)測(cè)試條的分析和儀表的具 體rM，例如，取決于分析是否是電量分析、電流分析或電勢(shì)測(cè)定。電化學(xué)電池 會(huì)測(cè)定電量分析中的電荷、電流分析的中電流和電敏析中的電勢(shì)。對(duì)于本公開(kāi) 說(shuō)明書(shū)而言，在電流分析的上下文(context)中將介紹本發(fā)明；然而，主鵬置可以 采用招可鄉(xiāng)的分析和電化學(xué)測(cè)定。通常地，樹(shù)可構(gòu)造中，電化學(xué)電池包括在相同平面內(nèi)或者相對(duì)排列或者左右 排歹啲至少兩個(gè)浙間隔的電極。在第一種排列中，電極由薄隔離層分隔，它確 定了反應(yīng)區(qū)(area)或帶(zone)，或者室，其中存放或傳送生物樣品以便分析物濃 度領(lǐng)啶。在湘紳勾造中，電極在一4^定了厚度和^f只的室內(nèi)。雜于鵬區(qū)或 室內(nèi)(即涂敷在一種或多種相對(duì)電極表面上)的^^擇的一種或多種與革巴分析物 發(fā)生化學(xué)鵬的氧艦原試劑。該氧艦原試劑通常包括至少一種麟口一種介質(zhì)。圖l的懶率圖提供了適用于本發(fā)明的示范性常規(guī)電化學(xué)測(cè)試條2的代表。測(cè) 試條2由兩個(gè)以隔離層12分隔的電極4、 8組成，隔離層12具W^角定^帶或區(qū)14的剖面。 一般，電極4、 8形式為延長(zhǎng)的矩形片，齡具有約2至6cm的長(zhǎng)度， 通常為約3至4cm，具有的寬度為約0.3至1.0011，通常為約0.5至0.7cm，并且 厚度為約0.2至1.2mm，通常為0.38至0.64mm。面對(duì)測(cè)試條鵬區(qū)的電極4、 8表面由導(dǎo)電材料律喊，tt^^屬，這里感興 趣的金屬包括鈀、金、鈾、銥、摻辦因的氧化錫、不辦岡、碳等等。電極4、 8的 夕卜表面6、 10由惰性支架材料^S^才制成。招可適當(dāng)?shù)那樾詫?duì)才可與電極4、 8 — 起使用，這里材料通常是離Ulf共電極支撐結(jié)構(gòu)的剛性材料，并且，接著作為電 化學(xué)測(cè)試條的 。這魏當(dāng)?shù)牟牧习ㄋ芰?，例如，pet、 petg、聚itK、 聚碳翻旨、棘乙烯、硅、陶瓷、鵬，等等。電極4、 8和測(cè)試條2可采用任意 的各種對(duì)相關(guān)領(lǐng)域辦東人員已知的制級(jí)術(shù)制造。如上所述，薄隔離層12安置謝i入電極4、 8之間。隔離層12的厚度一般 范圍為約l至500Mm，通常為約50至15OMm。隔離層12可由任意的適當(dāng)材料制 造，這里4餓性的適當(dāng)材料包括pet、 petg、聚 |安、聚碳酸酯，等等?？梢?處理隔離層12的表面以便與各自的電極4、 8粘著，并由此保持電化學(xué)測(cè)試條2 的結(jié)構(gòu)。切割隔離層12以便掛共具有任意適當(dāng)形沃的Mi^帶或區(qū)14， J^R包括圓形、 方形、三角形、矩形跡規(guī)則微。破帶14的頂部和底部由電極4、 8相對(duì)的 表面確定，同時(shí)隔離層12確定MiS帶14的側(cè)壁。反應(yīng)區(qū)的體積范圍至少是約o.l 至10mL，通常為約0.2至5,0ml，魏常是約0.3至1.6jjL。位于反應(yīng)區(qū)14的是氧^極原試劑系統(tǒng)，該試劑系統(tǒng)為由電極檢測(cè)的種類作 準(zhǔn)備，并因此用于導(dǎo)出生物樣品內(nèi)的分析物濃度。位于RiS區(qū)的氧^^原試劑系 鄉(xiāng)M常包括至少一種,n—種介質(zhì)。在許多實(shí)旨案中，氧4極原i式劑系統(tǒng)的酶 成分是一種麟多種一起參與有效Witt化的酶。換言之，氧^極原試劑系統(tǒng) 的酶成分由單一的分析物氧化酶組成，由或一起參與有M析物氧化的兩種或多 種酶的集合纟賊。有關(guān)的典型的鵬括氧4K原酶、7K解酶、轉(zhuǎn)移麟等。但 是，位于鵬區(qū)內(nèi)的傲朱的 決于所設(shè)計(jì)的電化學(xué)測(cè)試翻艘檢測(cè)的具體分析 物。例如，感興趣分析物魏萄糖時(shí)，適當(dāng)?shù)涅i括葡萄麟化酶、葡萄糖腦 瞰^P-卿咸醐安腺嘌呤二^^酸S(NAD)^4,5-二氫4,5-:^ft代-lH-吡咯并 [2,3-f]P^fr2，7,9-三羧酸S(PQQ))。分析物為月旦固醇時(shí)，適當(dāng)?shù)?括膽固醇酯酶 禾鵬固醇氧化酶對(duì)于其它的分析物，,括但不限于脂蛋白月識(shí)、甘油激酶、甘油-3-磷,氧化酶、學(xué)IM&氧化酶、學(xué)IMS^腹酶、丙S)M&氧化酶、醇氧化 酶、膽紅織化酶、尿,等可以4頓的酶。氧4極原試劑系統(tǒng)的第二鄉(xiāng)滅是介質(zhì)組分，它由一種或多種介質(zhì)試劑鄉(xiāng)賊。 許多不同的介質(zhì)試劑是本領(lǐng)域已知的，包括鐵氰化合物、吩嗪乙 酸鹽、吩嗪甲 酸鹽、苯二胺(pheylenediamine) 、 l-甲ftS-吩嗪甲S^麟、2,6-二甲 基畫(huà)l，4-苯醌、2,5-二氯-1,4-苯醌、二^t!行生物、聯(lián)比P定繊各，、釕絡(luò)，等。 在葡 是感興趣分分析物和葡萄 化 葡萄糖^酶是酶組分的實(shí) 案 中，特別感興趣的介質(zhì)是鐵氰化物。其它位于反應(yīng)區(qū)的試齊抱^M沖劑，例如檸 M&、枸椽麟、磷麒、"良好的"緩沖齊U等。氧4極原試劑系鄉(xiāng)頓常以千燥形式雜。各種組分的量可以變化，酶組分的 SI常范圍是約0.1至20 M%。本發(fā)明的方法如上 ，本主題發(fā)明包括測(cè)定存于,移至具有規(guī)定^f只的反應(yīng)區(qū)或室的 電化學(xué)池的生物樣品的術(shù)只，以及測(cè)定該術(shù)只是否足以產(chǎn)生準(zhǔn)確的分析物濃度測(cè) 定的方法。如上所述，在取樣j禍只觀啶中主題方法的特征是電池等效電容以及等 效電池電阻的測(cè)定。如此，i註題方^^共比現(xiàn)有技術(shù)所己纟磁啲結(jié)果更準(zhǔn)確 的取樣術(shù)只測(cè)定。電效電池電容和電阻以及取樣術(shù)只測(cè)定中主題方法的另H^寺征是忽纟鵬品 溶液跡境斜牛的某對(duì)寺征或因素，它們^#贈(zèng)效電容柳或等效電阻的測(cè)定無(wú) 影響，或者另夕卜M^鵬制以致于不具有這樣的影響。這^$顯拉于等效電 容的因素包括但不限于離子種類的濃度、血Ml細(xì)胞比容、血液葡萄糖濃度、環(huán) 境鵬、供血者、禾口通常在血液中發(fā)現(xiàn)的傳SI干擾、細(xì)胞厚度和生物傳Stl老 化。為了鄉(xiāng)早主題方法的描述，圖2jlf共了圖1測(cè)試條電化學(xué)電池的阻抗電路40 的簡(jiǎn)化，翻。含有生物溶液樣品和具有作用在它上面的電壓時(shí)，阻抗電路40是測(cè) 試^[樣性的阻抗因素。AC和DC電壓均作用于電池時(shí)，阻抗電路40包麟效 電池電執(zhí)C)42，它包括雙層和法拉第電容，以及電化學(xué)電池的等效電池電阻(R)46。在實(shí)方姓題方法之前，首先必需獲徵寺觀啲生物樣品并將該樣品置于測(cè)試條 電池內(nèi)。樣品在測(cè)試條內(nèi)的方爐可這樣誠(chéng)先將測(cè)試細(xì)入測(cè)試儀表，然后將 樣品用于S試對(duì)"開(kāi)儀表i+a" )， ^t樣品先施用于測(cè)試條，接著插入測(cè)試條到測(cè)試儀表("劉義表itl:")。后者在醫(yī)院環(huán)境中通常^iM的，由于它更可能在儀 表內(nèi)^X污染。測(cè)定儀表接著檢測(cè)己經(jīng)弓l入電化學(xué)電池的生物樣品(如美國(guó)專禾U第6,193,873公開(kāi)的)。一旦檢測(cè)這種樣品，主題方法的第一步是施加低振幅的交流電壓(VAC)到 生物傳麟。選擇施加的AC電壓的振幅，使其應(yīng)用不會(huì)產(chǎn)生法拉弟電流(ip)，即 作為施加電壓到電極后的電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，發(fā)生在電極表面的電子轉(zhuǎn)移。如所 指，施加的AC電壓的振幅是約2至100mVims，通常是約5至75mVims， CT 常是約50mVrais。選擇施加AC電壓的頻辨f)，以便最大化電池的信噪比(即，測(cè) 定的等效電池電韻測(cè)定的等效電池電容頻性的比)。如所指的，施加的AC電 壓可接受的頻率范圍是約50至lO,OOOHz，通常是約75至l,000Hz，更典型是約 100Hzo可選掛也，DC電壓可以施加于生物傳繊，或者同時(shí)施加AC頓驗(yàn)AC 電壓施加之前一秒的分?jǐn)?shù)(fractions of a second)施加。DC電壓一般在約O至 600mV，通常是約200至500mV，更典型地是300至400mV。 DC電壓分量引起 電化學(xué)電池等效電容比與OT AC電壓更Mt也穩(wěn)定。電池電容的m3i穩(wěn)定使可 以在刑臺(tái)分析物測(cè)定之前測(cè)定取樣術(shù)只，從而最小化齡測(cè)試時(shí)間。^M加AC和DC電JEt后，接著測(cè)定由充電電化學(xué)電池產(chǎn)生的交流電(uc)。 生物傳繊的等效電池電雜著可由所得交流電的振幅和相觀啶。對(duì)于僅取決于S31生物樣品撤鵬電、 ,面的等效電池電容，必須嚴(yán)TO制 鵬電容的電荷分離距離(ddi)，以便在樣品溶液懶只測(cè)定期間它是常量。鵬電容 器的厚度取決于作用的電壓、溶液中帶電物質(zhì)的濃度。為了確保電荷分離層的恒 定厚度，從而確保與樣品溶液擬蟲(chóng)的針電極的表面積和樣品^i鄰勺準(zhǔn)確測(cè)定， 嚴(yán)鵬帝JW極原試劑的離子濃度，同時(shí)將樣品的離子濃度生理學(xué)控帶庇極窄的 范圍。如上所述，電化學(xué)電池的等效電阻另外與準(zhǔn)確測(cè)定樣品術(shù)只相關(guān)。因此，確 立等效電池電阻(R)與樣品覆蓋的電 tt面積成反比，^!立等效電池電執(zhí)C)與覆 蓋的電池面積成線性比例，如下關(guān)系表示R:pl/A和CocA這里p是電化學(xué)電池的電阻率，l是電池電極的長(zhǎng)度，A是電池的導(dǎo)電表面積，雜下列關(guān)系C/RocA2因此，生物樣品驢的電、 綠面積值可ilil等效電池電容與等效電池電阻的 比測(cè)定?？紤]到取樣術(shù)/R^t電池兩個(gè)阻抗成併電容和電阻)而不僅僅是它們中的一 項(xiàng)(例如，電萄的影響，確立衛(wèi)共對(duì)生物樣品鶴的電 據(jù)面積j鼓化更敏感的關(guān) 系。更具體地，就生物樣品,的敏條面積而言，電池電容與電池電阻的比提 供平方關(guān)系而不鐵性關(guān)系，從而增加了測(cè)定Sm電池面積變化的靈鵬。因此， 按照該方法,面積的測(cè)定比僅考慮等效電池電容更準(zhǔn)確。在測(cè)定與樣品溶液撒蟲(chóng)或由其覆蓋的電極的表面積后，可以按照下列等式測(cè)定生物傳感器內(nèi)(即電化學(xué)電池反應(yīng)區(qū)內(nèi))的樣品溶液的體積(Vs):Vs=A.d這里d是相對(duì)的電極構(gòu)造中電池電極t間的距離g左右電極構(gòu)造中電池的 深度。接^it行關(guān)于供給測(cè)試條的樣品術(shù)只是否足以繼續(xù)進(jìn)行分析物濃度測(cè)定的 測(cè)定。艦比輸/H十算的樣品術(shù)只與電化學(xué)電池總術(shù)P進(jìn)行測(cè)定。以下就本發(fā)明 系統(tǒng)更詳細(xì)地討論，例如，在校準(zhǔn)儀表鄉(xiāng)它主鵬統(tǒng)相關(guān)元件后，將包括但不 限于電池總術(shù)只值、操作^JS范圍、插入儀表的適當(dāng)?shù)臏y(cè)試條連同與具體電池有關(guān)的其它數(shù)值(靜態(tài)^^^)或參數(shù)的某些參數(shù)，貯存于微處理器的存儲(chǔ)器中。 如果測(cè)定樣品體積充分，進(jìn)衍頁(yè)期的性質(zhì)(例如分析物濃度)測(cè)定，其結(jié)果顯示頓^2上，以下詳細(xì)京性縣統(tǒng)詳細(xì)介紹。另一方面，如果測(cè)定的樣品 #^只不充分，即太低以致不能掛對(duì)隹確測(cè)定，顯^g會(huì)顯示低^IR影像。如上附寸論，主題方法的某些實(shí)M^式還包括^IE不充分樣品溶液以便進(jìn)行 選搟寺征如耙分豐斶濃度的準(zhǔn)確測(cè)定而無(wú)需重復(fù)取樣禾頓Ui娥驟的客妙卜功能。本領(lǐng)域已知，電池內(nèi)生物樣品選擇分析斷例如葡萄銜的濃度與施加DC電壓時(shí)^1電化學(xué)電池的法拉第電流⑥成正比，該電池電流與樣品溶液覆蓋的電池 表面積艦比。如J^M，發(fā)明人已經(jīng)測(cè)定這種表面積與電池的,效電容成正比。 因此，選擇分析物的濃度與等效電池電容成正比。ffiil測(cè)定含樣品溶液時(shí)的等效 電池電容和ffiil獲知完全充滿生物溶液時(shí)的電池電執(zhí)校準(zhǔn)步驟測(cè)定)，按照下歹U等 式可以確定^IE1^品^只和掛對(duì)隹確分析物濃度測(cè)^^、需的^IE系數(shù)(Fcf》這里Cf是完全充滿電化學(xué)電池的等效電容，Cpf是含不充分^f只生物樣品的電化學(xué)電池的等效電容。接著按照下列等式以適當(dāng)?shù)男Ｕ禂?shù)(Fef灘行修正的分析 物濃度測(cè)定(G):這里Gpf是由含不充分^f只生物樣品的電池計(jì)算的分析物濃度。由于育,校 正不充分的〗鵬品#1只，主題方法避免了浪費(fèi)測(cè)試條， >了費(fèi)用和節(jié)約了進(jìn)行分析^r測(cè)定所必需的時(shí)間。因此，按照以上原則和發(fā)現(xiàn)， 一般捐i^本發(fā)明的某些方纟跑括施加選定振幅和選定頻率的AC電腿已^M加有或沒(méi)有施加有一個(gè)AC電壓的生物傳繊; 測(cè)定由施加電壓而產(chǎn)生的AC電流；由測(cè)定的AC電流觀啶生物傳繊的電容或 電容和電阻；基于測(cè)定的電容^t基于觀啶的電容和測(cè)定的電阻測(cè)定與樣品撤蟲(chóng) 的生物傳繊部分的表面積；然后基于觀啶的表面積測(cè)定生物傳繊內(nèi)樣品的體 積。其它的主題方法進(jìn)一步包括基于樣品術(shù)只充分的測(cè)定，觀啶生物樣品的一種 或多種物理或化學(xué)t頓，例如一種或多種選定分豐胸的濃度。其他的主題方飽 括為了至7>~種生物樣品特征的測(cè)定，紅生物傳麟內(nèi)生物樣品不充分的術(shù)只， 以便準(zhǔn)確測(cè)定特征值。這樣的艦方跑括如果測(cè)定出樣品術(shù)只不充分，貝頓啶 校正不充分樣品必需的艦系數(shù)，^^著在測(cè)定例如該樣品內(nèi)選定分析物的濃度 的同時(shí)，測(cè)定SIE不充分的樣品術(shù)只。測(cè)定必需M系數(shù)的步驟包括確定當(dāng)完全 充滿樣品時(shí)的生物傳感器的等效電容與具有不充分樣品體積的生物傳感器的等效電容靴匕例。從剤i^g中可得到完全充滿戶;M樣品時(shí)的生物傳繊的等效電容。本發(fā)明的系統(tǒng)本發(fā)明還衛(wèi)共實(shí)^J:^題方法的系統(tǒng)。通常描述，這樣的系統(tǒng)包括實(shí)^J:述本發(fā)明方法步驟的元件配置的向電化學(xué)電池施加電壓用的電源電!五，測(cè)定施 加電壓時(shí)電池產(chǎn)生的電流的，由觀驚的電流導(dǎo)出電池電容和/或電阻用的體；由電池電容稱或電阻導(dǎo)出生物樣品覆蓋的電7 面積用的裝置；以及由電、 tt面積 導(dǎo)出生物樣品傳萍只用的裝置。某些系皿一步包括用于測(cè)定樣品傳積M足以適 于生物樣品一種或多種特征的準(zhǔn)確測(cè)定的驢，這^m正包括但不限于生物樣品 內(nèi)一種或多種選定分析物的濃度。這些系統(tǒng)中的某些進(jìn)一步包括用于測(cè)定生物樣品選定特征同B^IE不充分樣品術(shù)只的^g。 .圖3圖解了本發(fā)明示范系統(tǒng)50的框圖。系統(tǒng)50包括隨的用于電刊給生物傳麟70的電子元件和電路，生物傳繊70，例如如J^腿關(guān)于圖1的任意 f頓的測(cè)試條形式的電化學(xué)測(cè)定電池，其中存放離移要測(cè)試的取樣的生物溶液。
更具體地，系統(tǒng)50包括用于供給生物傳自70必備的AC和DC輸入電壓的電 源電壓52。系統(tǒng)50進(jìn)一步包括一個(gè)電^S電壓轉(zhuǎn)化器54、 一個(gè)模擬至數(shù)碼
(analog-todigital)轉(zhuǎn)化器56和一個(gè)微處理器58，該微鵬器可以集^i也接收和 處 自生物傳 70的 。特別地，電^S電壓轉(zhuǎn)化器54可以操作性地與 生物傳感器70的輸出端耦合，用于當(dāng)電源電壓52施加電壓時(shí)接收生物傳感器70 的輸出電流信號(hào)和將這種電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)然后被作 為模擬至數(shù)碼轉(zhuǎn)化器56的輸入信號(hào)而鵬該模擬至數(shù)碼轉(zhuǎn)化器56將模擬轉(zhuǎn)化 至相應(yīng)的數(shù)^f(值。接著掛共數(shù)碼的電壓信號(hào)作為微處理器54的輸入信號(hào)，該微 處理 有導(dǎo)出禾口/或測(cè)定有價(jià)值系數(shù)或參數(shù)的禾聘，這些系數(shù)，數(shù)例如等效電 池電容、電效電池電阻、與生物傳ii^蟲(chóng)的生物傳麟的表面積、生物樣品的 ^f只、j禍只校正系數(shù)，等等；并且可以控制這些功能中每一個(gè)的時(shí)間。如先前所
述，微處理器54包括用于剤舒腕、予u^^準(zhǔn)的i^或信息的記t乙剤ii^a， 這^i^或信息例如實(shí)贓題方法步驟和功育鉍需^r用的電化學(xué)電池的總體
積、校準(zhǔn)參數(shù)、操作驢范圍、樣品^M信息、樣品檢測(cè)信息等等。盡管巳經(jīng)介 紹了以按照本發(fā)明原貝瞎儲(chǔ)和處理 為目的微處理器，本領(lǐng)域的熟練人員會(huì)意 i昭何以集合配置其它分散的電子元件以超體發(fā)明的目的。
這種主皿 —步包括顯示由控制^§或微處理器掛共的選擇的經(jīng)驗(yàn)或 符號(hào)化繊、信息鄉(xiāng)出的顯/i^g或單元60。這樣的娜、信息礎(chǔ)俞出包括， 但不限于，選擇的輸出信號(hào)和阻l系數(shù)、樣品術(shù)只大小、術(shù)只適當(dāng)/不適當(dāng)指示圖 標(biāo)、不充分i^只艦系數(shù)、感興趣分析物的濃度、生物樣品對(duì)對(duì)照樣品指示劑圖 標(biāo)、校準(zhǔn)結(jié)果等測(cè)定或?qū)С鲋怠?br> 許多實(shí)施方案中，如上所述，通常設(shè)計(jì)的與電化學(xué)電池一^X作的主題系統(tǒng) 自動(dòng)似"fcS行電化學(xué)信號(hào)應(yīng)用、測(cè)定、推導(dǎo)、計(jì)算、M和顯赫驟。同樣，電 子電路^題系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上^E力育^iM^入一個(gè)儀表^它自動(dòng)化裝置，它們是為 接收和可操作地1OT電化學(xué)電池(例如，任意處理的測(cè)試條)，并且測(cè)定電化學(xué)電池 內(nèi)生物樣品的一種或斜中物理或化對(duì)寺征而配置的。最典型地，這樣的特征包括 生物樣品內(nèi)一種或多種耙分析物的濃度。美國(guó)專利號(hào)6,193,873 Bl進(jìn)一步介紹了 自動(dòng)實(shí)施部分相同或類似步驟和功能的f^性儀表或裝置，這樣以致于用戶僅僅需要施加生物樣品至電化學(xué)電池鵬區(qū)，接著從該驢閱讀最鄉(xiāng)紛析物濃度結(jié)果， 該公開(kāi)收編于本文作為參考。
相關(guān)領(lǐng)域的辦東人員會(huì)理解1 ^統(tǒng)可與不包括±^ 生物傳 的 分析系統(tǒng)一趙頓。這樣的其它系統(tǒng)包括，例如，具有至少兩個(gè)電極的電化學(xué)電
池和具有固定離子濃度的氧〗極原試劑系統(tǒng)，其中電極ra在生物樣品戯有固
定離子濃度的環(huán)境內(nèi)。 實(shí)施例
B^見(jiàn)察到與本發(fā)明有關(guān)的下列結(jié)果。圖4一8圖解了由具有充分樣品術(shù)只 觀賦敘即，測(cè)試條的^Z區(qū)完全充滿樣品溶液或物質(zhì))和樣品術(shù)敗M分樣品術(shù)只
小的測(cè)試敘即，測(cè)試條的磁區(qū)半充滿樣品溶液^M料的)得至啲領(lǐng)啶實(shí)驗(yàn)結(jié)果中
的變化。更具體地，鄉(xiāng)定的時(shí)間期限內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)電池和樣品溶液電阻的等效
電容的測(cè)定，在該時(shí)期內(nèi)向測(cè)試條施加適當(dāng)電壓。ffl31稱列說(shuō)明劍共下列實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，但并非要限制本發(fā)明的范圍。fflil在室溫下配制5個(gè)不同供血者的測(cè)試條收 ^f列說(shuō)明的結(jié)果，葡萄糖范圍40"600mg/dL、 Mffl胞比容20。/。和70%。
圖4說(shuō)明了完全充滿血樣的測(cè)試條130和半充滿血樣的測(cè)試條132之等效電 池電銜軸)隨時(shí)間(x柳變化的對(duì)照。該圖顯示完全充滿的觀賦條130產(chǎn)生的等效 電容兩訏半充滿測(cè)試條132的等效電容。
圖5說(shuō)明了完全充滿血樣的測(cè)試條136和半充滿血樣的測(cè)試條134之等效電 池電阻(y柳隨時(shí)間(x軸)變化的對(duì)照。該圖顯示駄^f只血樣產(chǎn)生的等效電池電阻 約為填充較小術(shù)只血樣的測(cè)試條等效電池電阻的一 半。
圖6說(shuō)明了完全充滿血樣的測(cè)試條140和半充滿血樣的測(cè)試條138之等效電 池電^Cx軸)的l^圖，其中等效電池電^tt樣施于測(cè)試條后0.5秒測(cè)定。該圖 顯示完全充滿測(cè)試條140產(chǎn)生兩{軒半充滿測(cè)試條138的等效電池電容，并且具 剤艮好的再現(xiàn)性。
圖7說(shuō)明了完全充滿血樣的測(cè)試條142和半充滿血樣的測(cè)試條144的爭(zhēng)效電 池電韻等效電池電(S^比(C/R)(y鄉(xiāng)隨時(shí)間(x柳的變化的對(duì)照。該圖顯示完全 充滿的觀賦條142產(chǎn)生的C/R約四《軒半充滿測(cè)試條144的OR。
圖8說(shuō)明了完全充滿血樣的領(lǐng)賦條146和半充滿血樣的測(cè)試條148的等效電 池電容與等效電池電阻之比(QR)(y軸)X^^效電池電W(x軸)的直方圖，其中tt 樣施于測(cè)試條之后0.5秒測(cè)定電容和電阻。該圖顯示與爭(zhēng)效電池電容C相比所產(chǎn)生的C/R對(duì)樣品#|只更敏感。 試劑盒
也由本主鵬明掛共的題用于實(shí)船題方法的試劑盒。主題發(fā)明的試劑盒 包括如ijf述的電子電路，赫以如上所述的儀表鵬它自動(dòng)化儀器的形式，以 便測(cè)定施于測(cè)試條的樣品懶只是否足以充分衛(wèi)對(duì)隹確的分析物濃度測(cè)定。據(jù)些
另外的試劑盒中，主鵬統(tǒng)ffia行分析物濃度觀啶時(shí)還艦這樣的不充分^輛只。
試劑盒進(jìn)一步包括在保留在電化學(xué)電池內(nèi)的取機(jī)液或物質(zhì)的術(shù)只觀啶中，翻 按照本發(fā)明的具有電化學(xué)電池的方法以測(cè)試條，微針等形^用主題系統(tǒng)的指 示。這些指示可以出現(xiàn)在一種或多種包裝、l礎(chǔ)夾頁(yè)等U。
由說(shuō)說(shuō)明，很明顯，本主題方法和系統(tǒng)劃盯測(cè)定位于觀賦條上生物樣品 體積以便電化學(xué)分析物濃度分析的現(xiàn)有技術(shù)中的許多缺點(diǎn)，提供的確定優(yōu)點(diǎn)包括， 但不限于，為進(jìn)fi^樣的樣品體積測(cè)定提供了非常準(zhǔn)確的裝置和技術(shù)，減少了實(shí) 施分l^濃度測(cè)定必需的時(shí)間。進(jìn)一步地，這樣的取樣術(shù)只測(cè)定不，糖濃度、
血Miiffl胞比容水平、供血者、測(cè)說(shuō)鵬和通常位于血樣內(nèi)干擾物濃度變化支配。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)包括艦不充分樣品#^只的能力和進(jìn)行分析物濃度測(cè)定，不必 中上測(cè)i錄驟，最小化浪費(fèi)和駄。同樣，本主題發(fā)明4樣流體生物樣品^f只測(cè) 定和分析物濃度測(cè)定領(lǐng)鵬著的貢獻(xiàn)。
本文在被認(rèn)為最實(shí)際和雌的實(shí)驗(yàn)魏示和介紹主驗(yàn)明。然而，我們確
定，對(duì)于讀過(guò)本公開(kāi)文本的本領(lǐng)域普f(shuō)fi^:人員會(huì)產(chǎn)生，由其進(jìn)行的在本發(fā)明范 圍內(nèi)的開(kāi)發(fā)和顯而易見(jiàn)的修飾(modification)。
劍門(mén)認(rèn)為公開(kāi)的具體的驢和方法是剩列說(shuō)明的，并非限制。在公開(kāi)內(nèi)容的 等同意居湘范圍內(nèi)的1針布，例如對(duì)所屬領(lǐng)fe微術(shù)人員來(lái)言可以1賠啲那些，者向每 包括在附加的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種測(cè)定保留在電化學(xué)生物傳麟內(nèi)生物樣品^f只的方法，包括 ■向生物傳ii^施加具有選定振幅和選定頻率的交流電壓；■ itS由施加所述交流電壓產(chǎn)生的電流；■由所述測(cè)定的電流確定生物傳繊的電容；麵基于戶;M測(cè)定電執(zhí)角定與樣品撤蟲(chóng)的生物傳麟的表面積；禾口 ■基于戶;M測(cè)定的表面積，確定生物傳麟內(nèi)樣品的術(shù)只。
2. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括測(cè)定戶;M樣品術(shù)p^測(cè)定所述樣品一種或多種特性是充分的還是不充分的。
3. 權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括在測(cè)定戶;M樣品體積是充分的之后，i+i^f述樣品內(nèi)一種或多種分析物濃度。
4. 權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括在測(cè)定所述樣品術(shù)只是不充分的之后，計(jì)ij f述樣品內(nèi)一種或多種分析物濃度，所述iti包括■確定M^述不充分的^f邵; 必需的艦系數(shù)，以便準(zhǔn)確iti^避^一種分析物的濃度；和翻M^; ^不充分樣品^f只。
5.數(shù)利要求4的方法，其中測(cè)定必需的^系數(shù)包括測(cè)定生物傳^i完全充滿戶;M樣品的電w^具有所述不充分樣品傳積的生物 傳 的電容之比。
6. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括由所述i憎的電流測(cè)定生物傳麟的電阻。
7. 權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括；基于所述測(cè)定的電容和所述測(cè)定的電阻， 觀啶與樣品撤蟲(chóng)的生物傳麟的表面積。
8. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括向所述的生物傳SH施加直流電壓。
9. 權(quán)利要求8的方法，其中同時(shí)施加所體流電壓和戶服交流電壓。
10. —種^IE電化學(xué)生物傳繊內(nèi)生物樣品的不充分術(shù)只以便itiM少一種 所述生物樣品特性的方法，其中所述樣品體積就于執(zhí)行所述iti^說(shuō)是不充分的，臓方細(xì)舌■ ita具有不充分樣品體積的生物傳,的電容；以及■測(cè)定所述填有充分生物樣品體積的生物傳 的電容與具有不充分樣品體積的生物傳感器的電容之比，其中具有充分術(shù)只的生物傳 的電容是 已知的；以及■ M不充分樣品懶只，從而掛共對(duì)戶;MM^"種特性的準(zhǔn)確irt。
11. 一種測(cè)定保留在電化學(xué)生物傳 內(nèi)至A一種生物樣品特性的方法，包括:■測(cè)定戶;^保留在戶，電化學(xué)生物傳自內(nèi)的生物樣品體積的充分性，以計(jì)!^f,^^種特性；以及■在測(cè)定所述生物樣品#^只是不充分后，M^所述不充分^^R^作的所述 至^禾種爭(zhēng)性的i憎。
12.權(quán)利要求u的方法，其中所,少一種特性是戶;M樣品內(nèi)一種或多種分析 物的濃度。
13 —種觀啶具有表面積和^f只的電化學(xué)電池內(nèi)生物樣品術(shù)只的系統(tǒng)，包括■為向戶;M電化學(xué)電池施加電壓而配置的電源電壓；■用于itS:當(dāng)向所述電池施加所述電壓時(shí)由所述電池產(chǎn)生的電流的裝置；隨由所述測(cè)定的電流導(dǎo)出所述電池電容的驢；畫(huà)由所述電池電貌出所述生物樣品M的所述電 綠面積的驢；禾口 ■由所述賴 面積導(dǎo)出所述生物樣品#^只的^§。
14. 權(quán)利要求13的系統(tǒng)，進(jìn)1包括測(cè)定戶;M樣品^^^M生物樣品內(nèi)一種或多種分析物的濃^S行準(zhǔn)確itl:是否充分的體。
15. 權(quán)利要求14的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括■測(cè)定所述生物樣品內(nèi)一種或多種分豐i tl的濃度的^fi;禾口■測(cè)定所述生物樣品內(nèi)一種或多種分析物濃度時(shí)校正被確定為不充分的所述的樣品^f只的，。
16 —種以為〈頓電化學(xué)電池和itM保留在電化學(xué)電池內(nèi)一種或多種分llf^的濃度而隨的儀表形式f頓的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括■ 配置的用于向所述電池施加交箭減交流和直流電壓結(jié)合的電源電壓；睡配置的電子電路，它用于當(dāng)向戶腿電池施加電壓時(shí)掛妙萬(wàn)述電化學(xué)電池產(chǎn)生的電流、in^w^生的電流、由戶;Mi慢的電流確定所述電池的電容、 由所述的電池電容its由所述生物樣品SM的戶;M電池的表面積，和由所 述生物樣品 的所述電7 面積測(cè)定所3^^物樣品的#^只；禾口測(cè)定所述生物樣品中一種或多種分析物的濃度的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物傳感器裝置中取樣體積適當(dāng)?shù)臏y(cè)定。本發(fā)明提供一種測(cè)定生物樣品體積是否足以產(chǎn)生準(zhǔn)確的電化學(xué)分析物濃度測(cè)定的方法和系統(tǒng)。某些這樣的方法和系統(tǒng)提供了校正被確定小于適當(dāng)體積的樣品體積以進(jìn)行準(zhǔn)確的分析物濃度測(cè)定的格外功能。本發(fā)明采用生物傳感器，例如電化學(xué)測(cè)試條，樣品體積的生物溶液沉積其上，以及為接收這樣的測(cè)試條并測(cè)定生物樣品內(nèi)選定分析物的濃度而配置的儀器。
文檔編號(hào)G01N27/28GK101311723SQ20081009587
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2002年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月10日
發(fā)明者M·Z·克爾馬尼, M·特奧多爾茨克, S·X·郭 申請(qǐng)人:生命掃描有限公司