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測(cè)試裝置和測(cè)試裝置的使用方法與流程

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測(cè)試裝置和測(cè)試裝置的使用方法與流程
本發(fā)明涉及測(cè)試裝置和使用測(cè)試裝置的方法。在具體實(shí)施例中,該測(cè)試裝置是作為與體液監(jiān)控器一起使用從而確定個(gè)體的液體樣本中的分析物的濃度的電化學(xué)測(cè)試條。
背景技術(shù)
:在診斷裝置領(lǐng)域,如用在醫(yī)療器械行業(yè)中,尤其用于分析血液或其他體液樣本的診斷裝置,在用戶(hù)監(jiān)控存在于例如他們的血液中的某些化學(xué)品、物質(zhì)或分析物的水平等生物特征。例如,特別是糖尿病患者,必須定期監(jiān)控在他們的血液中的血糖濃度,以便預(yù)料高血糖癥或低血糖癥的病發(fā),并且根據(jù)需要采取預(yù)防措施。這樣的診斷裝置的存在極大地減少了對(duì)醫(yī)療系統(tǒng)的壓力,因?yàn)榛颊吣軌蛟谒麄冏约旱募依镒⑸湟葝u素,而不必在醫(yī)務(wù)人員在場(chǎng)的情況下才這么做。一般來(lái)說(shuō),患者將使用穿刺裝置來(lái)執(zhí)行手指針刺,從手指或替代部位提取小的血滴。接著,通常是條的電化學(xué)測(cè)試裝置插入診斷儀中,并且將樣本應(yīng)用到測(cè)試條上。通過(guò)毛細(xì)管作用,樣本流經(jīng)裝置的測(cè)量室,并且與涂有傳感化學(xué)物的一個(gè)或多個(gè)電極或類(lèi)似的導(dǎo)電元件接觸,該傳感化學(xué)物用于與血液樣本中的特定分析物或其他特定化學(xué)物(例如,葡萄糖)反應(yīng)。反應(yīng)強(qiáng)度取決于在血液樣本中的分析物的濃度。診斷儀可能檢測(cè)由試劑與分析物的反應(yīng)產(chǎn)生的電流,接著向用戶(hù)顯示結(jié)果。一般而言,這樣的電化學(xué)測(cè)試裝置具有工作電極和對(duì)/參考電極,并且可能具有一個(gè)以上的工作電極。ep2056107公開(kāi)了一種具有測(cè)量相同的分析物的兩個(gè)工作電極的測(cè)試條。這使得分析物能夠被測(cè)量?jī)纱?,從而?duì)兩次測(cè)量值進(jìn)行比較,以致每個(gè)測(cè)量值均可用作另一測(cè)量值的檢查。這使得在兩個(gè)測(cè)量值存在明顯差異的情況下,能夠檢測(cè)到條的填充不足或制造缺陷。us2007/0131549公開(kāi)了這一種具有兩個(gè)工作電極的測(cè)試條,其中一個(gè)工作電極使用葡萄糖氧化酶測(cè)量葡萄糖,另一個(gè)工作電極使用葡萄糖脫氫酶測(cè)量葡萄糖。這兩個(gè)電極在整個(gè)線性范圍內(nèi)對(duì)葡萄糖做出響應(yīng)。如果樣本具有較低的氧分壓,基于葡萄糖氧化酶的電極將給出較高的響應(yīng),而基于葡萄糖脫氫酶的電極將給出準(zhǔn)確的結(jié)果。在這些情況下,來(lái)自基于葡萄糖脫氫酶的電極的讀數(shù)是優(yōu)選的。如果樣本包含將給出錯(cuò)誤的高葡萄糖讀數(shù)的麥芽糖或乳糖,那么基于葡萄糖脫氫酶的電極將給出更高的響應(yīng),而基于葡萄糖氧化酶的電極將給出準(zhǔn)確的結(jié)果。在這些情況下,來(lái)自基于葡萄糖氧化酶的電極的讀數(shù)是優(yōu)選的。在這個(gè)背景下,仍然存在改進(jìn)電化學(xué)測(cè)試條等測(cè)試裝置,并且改進(jìn)使用測(cè)量裝置的方法的需要,使得從中可以得到更加準(zhǔn)確的測(cè)量值。特別地,當(dāng)測(cè)量裝置同流體樣本起反應(yīng)時(shí),需要更準(zhǔn)確地測(cè)量由測(cè)量裝置產(chǎn)生的電流,從而更準(zhǔn)確地確定在樣本中的分析物的量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:在第一方面,本發(fā)明提供一種用于測(cè)量流體樣本中分析物的量的測(cè)試裝置,其包括基片。在所述基片上具有第一分析物試劑,所述第一分析物試劑配制為與分析物反應(yīng)以產(chǎn)生指示分析物在樣本中的存在或量的信號(hào)。所述第一分析物試劑具有第一基于時(shí)間的響應(yīng)特性。在所述基底上還具有第二分析物試劑,所述第二分析物試劑配制為與分析物反應(yīng)以產(chǎn)生指示分析物在樣本中的存在或量的信號(hào)。所述第二分析物試劑具有第二基于時(shí)間的響應(yīng)特性。例如,當(dāng)所述第一和第二分析物試劑與所述樣本接觸時(shí),它們可能有不同的溶劑化,從而產(chǎn)生具有不同電流-時(shí)間特性的分析物依賴(lài)信號(hào)。相對(duì)快溶劑化的試劑關(guān)于消除制造變化的影響更精確,但是對(duì)系統(tǒng)樣本誤差更敏感。在待測(cè)試的樣本為血液的情況下,系統(tǒng)樣本誤差可能是紅細(xì)胞比容。在另一方面,相對(duì)慢溶劑化的試劑關(guān)于制造變化的影響較不精確,但是對(duì)系統(tǒng)樣本誤差較不敏感。例如,快溶劑化的試劑將在約10%的總測(cè)試時(shí)間(例如,測(cè)量在電極處的電流的一段時(shí)間)內(nèi)平衡,然而,慢溶劑化的試劑將在約大于20%的總測(cè)試時(shí)間內(nèi)不會(huì)完全平衡??偟臏y(cè)試時(shí)間可能通常達(dá)到5-15s,但是也可能使用其他測(cè)試時(shí)間。隨著試劑墊片在不同物理階段的過(guò)程中的進(jìn)展,同時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的潛在信號(hào)的進(jìn)行,可以通過(guò)獲取在測(cè)量過(guò)程中的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信號(hào)讀數(shù)——例如電流讀數(shù),并且優(yōu)選地通過(guò)獲取測(cè)量中的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的讀數(shù),建立每個(gè)電極基于時(shí)間的響應(yīng)特性。為了本發(fā)明的目的,可能簡(jiǎn)單地獲取一個(gè)或多個(gè)基于時(shí)間的讀數(shù)以構(gòu)成基于時(shí)間的響應(yīng)特性??蛇x擇地,可能獲取內(nèi)插的一系列的多個(gè)基于時(shí)間的讀數(shù)以構(gòu)成基于時(shí)間的響應(yīng)特性。還可選擇地,可能獲取回歸至任意合適平衡的來(lái)自多個(gè)基于時(shí)間的讀數(shù)的合適的參數(shù)擬合。可選擇地,可能通過(guò)對(duì)多個(gè)基于時(shí)間的讀數(shù)的回歸獲得非參數(shù)擬合,并且采用該非參數(shù)擬合來(lái)構(gòu)造基于時(shí)間的響應(yīng)特性。此外,可能采用上述列舉的替代選擇的任意數(shù)學(xué)變換(例如,加、乘、差、積分、微分、對(duì)數(shù)或指數(shù))來(lái)構(gòu)造基于時(shí)間的響應(yīng)特性。因?yàn)樵趦呻姌O處生成化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)的潛在信號(hào)以及過(guò)程能夠被很好地理解,并且可能在表面上是相似的,而傳感器墊片進(jìn)行的不同物理階段受到與樣本的復(fù)雜的相互作用,因此已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),采用合適的配方,觀察到的兩個(gè)分析物試劑的基于時(shí)間的響應(yīng)信號(hào)特性之間的相對(duì)差值可以用于說(shuō)明和校正系統(tǒng)誤差,同時(shí)通過(guò)合適的算法將精確度最大化。在一個(gè)實(shí)施例中,各分析物試劑合成物被設(shè)計(jì)為具有不同的擴(kuò)散、溶劑化和/或溶解行為特性,以便它們可以產(chǎn)生帶有不同基于時(shí)間的響應(yīng)特性的信號(hào)。通常,試劑墊片首先將經(jīng)歷“溶劑化”階段,在這個(gè)階段,主導(dǎo)過(guò)程將涉及來(lái)自樣本溶液的溶劑(例如,水或血漿)滲透到試劑墊片中,潛在的化學(xué)反應(yīng)主要被限制在該主導(dǎo)過(guò)程中。隨后,試劑墊片可能膨脹,并且可能到達(dá)溶解階段,其中,主導(dǎo)過(guò)程變?yōu)閬?lái)自試劑墊片的溶質(zhì)材料擴(kuò)散到主體樣本層中(這里溶解定義為墊片溶質(zhì)組分滲透進(jìn)入主體樣本中)。同時(shí)在墊片和主體區(qū)域中將發(fā)生反應(yīng),同時(shí)溶解正在不斷進(jìn)行。最后,可能到達(dá)平衡階段,其中,已經(jīng)很大程度上產(chǎn)生完全溶解,墊片和主體區(qū)域已經(jīng)變得穩(wěn)定,并且可能基本一致。潛在的化學(xué)反應(yīng)將繼續(xù),但是將很大程度上不受試劑墊片和主體樣本層之間的組分的物理交換的影響,這將已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的平衡,響應(yīng)信號(hào)隨后被潛在的活性反應(yīng)組分的擴(kuò)散限制反應(yīng)動(dòng)力學(xué)單獨(dú)控制。為清楚起見(jiàn),上面將這三個(gè)階段描述為獨(dú)立的連續(xù)步驟,然而,在現(xiàn)實(shí)中,它們可能在一定程度上重疊,在它們之間出現(xiàn)具有各自要素和特性的過(guò)渡階段。此外,試劑墊片的不同子組分可能以不同的速率通過(guò)這些階段而進(jìn)展,使得試劑墊片的行為總體上變成它的單獨(dú)的子組分的行為的綜合結(jié)構(gòu)。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到改變?cè)噭|片中的子組分的配方是設(shè)計(jì)和控制任意給定試劑墊片的通過(guò)這些階段的基于時(shí)間的進(jìn)度的合適手段。此外,對(duì)于在給定的測(cè)試的特定維持時(shí)間內(nèi)的給定個(gè)體試劑墊片配方和合成物,其中一個(gè)階段可能在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中在一定程度上占主導(dǎo)地位,使得其他階段看起來(lái)不存在??蛇x擇地,對(duì)于在給定的測(cè)試的特定維持時(shí)間內(nèi)的任意個(gè)體試劑墊片配方和合成物,其中一個(gè)階段可能在一定程度上被最小化,使得該階段看起來(lái)不存在。在快溶劑化系統(tǒng)的情況下,上述平衡階段可能在盡可能少的10~25%的總測(cè)試時(shí)間,例如0.5~2.5秒,開(kāi)始占主導(dǎo)地位,并且溶劑化階段可能看起來(lái)實(shí)際上不存在。在此情況下,基于時(shí)間的響應(yīng)特性的最有用部分將是超過(guò)約2-3秒的部分,優(yōu)選地,超過(guò)約3-5秒,最優(yōu)選地,超過(guò)約5秒,由于響應(yīng)信號(hào)將受到在這個(gè)區(qū)域中的潛在的活性反應(yīng)組分的擴(kuò)散限制反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的控制,并且在傳感器制造過(guò)程中產(chǎn)生的不一致將被最大程度地平衡。在采用的算法中,在2-3秒之前,優(yōu)選地,在3-4秒之前,最優(yōu)選地在5秒之前,可能仍然包含一些有用的信息,因?yàn)榧词乖谶@樣的配方中的這些時(shí)間點(diǎn)存在有限的和噪聲的樣本校正信息,但是當(dāng)與來(lái)自更慢溶劑化系統(tǒng)的更強(qiáng)校正信號(hào)在算法上組合時(shí),可能仍然導(dǎo)致有益校正和交叉驗(yàn)證。然而,當(dāng)導(dǎo)出最終測(cè)量值時(shí),相對(duì)于來(lái)自超過(guò)越2-3秒,優(yōu)選地超過(guò)約3-5秒,最優(yōu)選地超過(guò)約5秒的基于時(shí)間的響應(yīng)特性,來(lái)自這個(gè)區(qū)域的基于時(shí)間的相應(yīng)特性通常將占更低的權(quán)重。在較慢溶劑化系統(tǒng)的情況下,上述溶劑化和溶解階段可能在至少約20%的總測(cè)試時(shí)間,例如大于1.5-3秒或在其附近,占主導(dǎo)地位,直到至少約40%的總測(cè)試時(shí)間,例如,3-5秒或在其附近,更優(yōu)選地在5秒之后,甚至超過(guò)總測(cè)試時(shí)間的持續(xù)時(shí)間,達(dá)到完全平衡階段。在此情況下,基于時(shí)間的響應(yīng)特性的第一個(gè)最有用部分將是超過(guò)約0.5-1秒的部分,優(yōu)選地在1秒和5秒之間,這將使得能夠使用精度和樣本誤差(例如)紅細(xì)胞比容相關(guān)信息之間的最佳權(quán)衡獲得測(cè)量結(jié)果,因?yàn)?,響?yīng)信號(hào)將受墊片組分和樣本組分之間變化的相互作用的影響,并且由(在溶劑化過(guò)程中)最小暴露于干擾樣品組分而導(dǎo)致的基于時(shí)間的響應(yīng)變化,和由(在溶解過(guò)程中)逐步增加地暴露于干擾樣品組分而導(dǎo)致的最大差異變化將在基于時(shí)間的響應(yīng)特性的這部分中最為豐富。來(lái)自慢溶劑化系統(tǒng)中的基于時(shí)間的響應(yīng)特性的第二個(gè)最有用部分將是最靠近測(cè)試的結(jié)束的部分,優(yōu)選地超過(guò)約5秒,更優(yōu)選地約7秒到10秒。在這一點(diǎn),溶解將最靠近在對(duì)電極組合物的測(cè)試中可以達(dá)到的平衡點(diǎn),并且它將處于該制劑的最精確位置處,但是它對(duì)從暴露至相同的分析物的相鄰快溶劑化電極系統(tǒng)觀察到的行為的相對(duì)相似性也將被最大化。因而,可以創(chuàng)建以下算法,其中,通過(guò)組合將測(cè)量信號(hào)最大化,同時(shí)通過(guò)使用對(duì)由在相同測(cè)試條中的多個(gè)電極上的相同樣本同時(shí)產(chǎn)生的合適的基于時(shí)間的響應(yīng)特性的加權(quán)組合的差異比較將誤差信號(hào)最小化,其已經(jīng)精心設(shè)計(jì)和/或配制為產(chǎn)生來(lái)自相同樣本的不同的基于時(shí)間的響應(yīng)特性??梢杂绊懟跁r(shí)間的響應(yīng)的其他響應(yīng)特性包括試劑墊片高度、試劑墊片微觀結(jié)構(gòu)、樣本進(jìn)入測(cè)試室的傳送時(shí)間、墊片孔隙率、流在測(cè)試過(guò)程中的流體的體力學(xué)特性、潛溶作用、ph作用和緩沖程度、試劑墊片的表面能、試劑墊片的除氣、試劑墊片的相對(duì)面積、試劑墊片的厚度變化、在酶墊片中的酶抑制劑、試劑墊片中的電化學(xué)添加劑、以及試劑墊片中的電化學(xué)催化劑和/或抑制劑??赡苡绊戫憫?yīng)的電流-時(shí)間特性的任何其他基于時(shí)間的響應(yīng)特性也被考慮在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。測(cè)試裝置可能是電化學(xué)測(cè)試測(cè)量裝置,其包括兩個(gè)工作電極,其中一個(gè)工作電極包括第一分析物試劑,另一個(gè)工作電極包括第二分析物試劑。各試劑可能在電極上以層的形式形成,這些試劑設(shè)計(jì)和配制為具有明顯不同的擴(kuò)散、溶劑化和/或溶解響應(yīng)特性。測(cè)試裝置可能包括兩個(gè)工作電極的電化學(xué)測(cè)試測(cè)量裝置。這兩個(gè)電極中的第一電極可能包括第一分析物試劑。這兩個(gè)電極中的第二電極可能同時(shí)包括第一分析物試劑和第二分析物試劑。各試劑可能在電極上以層的形式形成。例如,第一分析物試劑可能被用作同時(shí)應(yīng)用于第一和第二電極的層。第二分析物試劑可能被用作應(yīng)用于第二電極的第二層。此外,測(cè)試裝置可能包括反電極。第一工作電極可能包括第一分析物試劑,其具有相對(duì)快的溶解、溶劑化和/或與樣本的擴(kuò)散交換和平衡。這樣的試劑將快速產(chǎn)生基本上獨(dú)立于在測(cè)試條的制造過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷和偏差,并因而顯示出降低的不同測(cè)試條之間的結(jié)果的不一致性的讀數(shù)。電極對(duì)將電化學(xué)測(cè)試測(cè)量裝置中和之間的精度誤差最小化起作用。然而,這種電極的響應(yīng)難免很容易受到來(lái)自保護(hù)分析物的樣本的溶劑化、溶解和溶解性能中的系統(tǒng)差異和變化造成的誤差。在樣本為血液的情況下,將產(chǎn)生這樣的誤差的系統(tǒng)樣本差異的非限制性實(shí)施例包括在紅細(xì)胞體積(紅細(xì)胞比容)中的個(gè)體測(cè)試對(duì)象中和之間的變化。第二工作電極可能包括第二分析物試劑,其相比于第一分析物試劑具有與樣本更進(jìn)步的平衡。因此,這種試劑對(duì)制造變化和其中的不準(zhǔn)確伴隨物更加敏感。然而,它在試劑內(nèi)維持更大程度的擴(kuò)散限制,而主體樣本組分滲透進(jìn)入試劑以及試劑組分?jǐn)U散進(jìn)入主體更平緩。因此,這個(gè)電極至少在開(kāi)始的時(shí)候?qū)χ黧w樣本的擴(kuò)散特性導(dǎo)致的系統(tǒng)差異(例如,在樣本為血液的情況下的紅細(xì)胞壓積造成的差異)很不敏感。第一和第二分析物試劑可能包括酶和介質(zhì)。當(dāng)分析物是葡萄糖時(shí),分析物可能是葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶,介質(zhì)可能是亞鐵氰化鉀(iii)。用于葡萄糖和其他分析物的檢測(cè)的其他合適的酶和介質(zhì)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。例如,介質(zhì)可能選自:四氮六甲圜ru(iii)氯鹽及其衍生物、二茂鐵介質(zhì)(包括水溶性高分子二茂鐵介質(zhì)和水溶性二茂鐵鹽)、吩噻嗪介質(zhì)、和醌介質(zhì),如四硫富瓦烯、二亞胺、硫堇金屬氧酸鹽、多金屬酞菁、吡咯并喹啉醌、芴酮、和醌型氧化還原染料,如吲達(dá)胺、吩嗪和吩噁嗪。在一些實(shí)施例中,第一和/或第二試劑可能包括酶和介質(zhì)中的其中一種。例如,在一些實(shí)施例中,第一試劑可能同時(shí)包括酶和介質(zhì),第二試劑可能包括介質(zhì)但是不包括酶。除了這些組分以外,試劑可能包括成膜組分和非成膜組分。通過(guò)調(diào)節(jié)這些組分的相對(duì)比例,各分析物試劑可以被調(diào)節(jié)以在選定的時(shí)間內(nèi)提供表明分析物的存在或量的信號(hào)。非成膜組分相對(duì)于成膜組分的高比例可以提供快速溶解以便在相對(duì)較短的一段時(shí)間后產(chǎn)生信號(hào)的試劑。相反地,成膜組分相對(duì)于非成膜組分的高比例可以提供更慢溶劑以便在相對(duì)較長(zhǎng)的一段時(shí)間后產(chǎn)生信號(hào)的試劑。產(chǎn)生在不同的時(shí)間段內(nèi)溶解的溶劑在技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。在其他條件相同的情況下,相比于低密度(或比重)的等效組分,高密度(或比重)的成膜組分將需要以更高水平出現(xiàn),以實(shí)現(xiàn)在溶解性能上的相同效果。類(lèi)似地,在其他條件相同的情況下,相比于低密度(或比重)的等效非成膜組分,高密度或比重的非成膜組分需要以更高水平出現(xiàn)以實(shí)現(xiàn)在溶解性能上的相同效果。此外,在其他條件相同的情況下,相比于具有更快溶解的自然傾向的成膜組分,具有緩慢溶解的自然傾向的成膜組分以較低水平并入,以實(shí)現(xiàn)在溶解性能上的相同效果。反之,在其他條件相同的情況下,相比于具有更快溶解的自然傾向的非成膜組分,具有緩慢溶解的自然傾向的非成膜組分以較高水平并入,以實(shí)現(xiàn)在溶解性能上的相同效果。然而,在成膜劑和非成膜劑都快速溶解,并且成膜組分的比重為約1和非成膜組分的比重為約1.8的情況下,在干燥狀態(tài)下,快速溶解試劑配方通常包括成膜組分與非成膜組分的比率小于1:1.1,更優(yōu)選地小于1:2,并且最優(yōu)選地約1:3或更小。在干燥狀態(tài)下,緩慢溶劑試劑配方通常包括成膜組分與非成膜組分的比率為1:1或更大,更優(yōu)選地約3:2或更大。成膜組分包括當(dāng)從溶液中澆鑄到表面上然后被干燥時(shí),具有形成層的傾向的任意材料,該層效地將固體/空氣界面處的表面積最小化以便相應(yīng)地將此處的自由表面能最小化,產(chǎn)生平整和均勻薄膜層的趨勢(shì)。一個(gè)這樣的材料的例子是羥乙基纖維素(hec),但是很明顯的是存在可以作為合適替代品工作的其他親水成膜聚合物,如聚乙烯醇(pva)、聚乙烯氧(peo)、支鏈淀粉、羧甲基纖維素(cmc)、丙烯酸、水溶性聚酯和多元醇、右旋糖酐、黃原膠等類(lèi)似材料。優(yōu)選地,成膜組分具有以下性質(zhì):水溶性、在所需濃度的黏性(關(guān)于覆層性能)、與分析物試劑的其他組分的兼容性??梢岳镁酆衔锏母叻肿恿?粘度梯度在較低水平維持類(lèi)似濕試劑行為,同時(shí)降低存在的成膜組分相對(duì)于其他組分的總量。相反地,可以利用處于較高水平的較低粘度/分子量類(lèi)似物來(lái)維持分析物試劑的覆層濃度,同時(shí)增加成膜組分與其他組分的比率。因此,調(diào)整成膜組分相對(duì)于其他組分的水平同時(shí)維持類(lèi)似可印染性行為的策略對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的,通過(guò)該策略,分析物試劑的溶劑化性能可能被控制在所需限制內(nèi)。類(lèi)似的,可能使用具有更大或更小可溶性的不同聚合物來(lái)影響分析物試劑的溶劑化性能。非成膜組分包括破壞膜形成的結(jié)晶材料。結(jié)晶形成的過(guò)程,例如,從熱力學(xué)角度來(lái)看可以在產(chǎn)生的固體空氣界面超過(guò)表面能最小化而占主導(dǎo)地位,這樣晶體生成的區(qū)域在膜表面中延伸,并且伸出膜表面,增大固體/空氣界面的表面積以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其最小值,并且這樣的結(jié)晶區(qū)域和相鄰區(qū)域(包含其他組分)之間的組分差異性可以通過(guò)類(lèi)似組分的熱力學(xué)推動(dòng)協(xié)會(huì)自發(fā)地提出。快速溶劑化結(jié)晶材料的例子包括無(wú)機(jī)鹽,如磷酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)材料(如蔗糖)、檸檬酸鹽、乙磺酸鹽(如pipes、hepes,mes)等其他快速溶劑化結(jié)晶材料。電化學(xué)介質(zhì)還可充當(dāng)非成膜組分。還可能采用干擾試劑層的相對(duì)成膜-非成膜傾向的另一種方法,例如,結(jié)合彼此存在有限的兼容性的聚合物組合,或者在干燥和膜形成過(guò)程中干擾試劑層子組分的兼容性的非揮發(fā)性溶劑(例如,辛醇)。第一和第二分析物試劑可能包括表面活性劑。通常它們應(yīng)用于使分析物試劑到基片的應(yīng)用變得容易。表面活性劑及其使用的水平的選擇還可以影響膜的可濕性和樣本組分到其上的滲透性。使用不同的表面活性劑和/或表面活性劑組合來(lái)加快或減緩樣本滲透進(jìn)試劑中將被認(rèn)為是可行的策略,分析物試劑溶劑化性能還可能受其影響。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇合適的表面活性劑。表面活性劑的例子包括:tergitolnp-9、tritontmx100;borchigoltmla200、1375、la6;brijtm35、pluronictmp103;tergitoltmnp-7。本發(fā)明的基片可能包括基底材料層,其可能是,例如,聚合物(pet)或板或涂覆紙?;撞牧蠈涌赡芫哂?,通過(guò)例如絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電炭-石墨層,或者使用au、pd、pt或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他合適電極導(dǎo)體的金屬層沉積方法,沉積在其上的圖案化的導(dǎo)電電極層。如上所述,分析物可能是葡萄糖??蛇x擇地,它可能選自:膽固醇、酮、乳酸、游離脂肪酸、酒精(乙醇)和甘油。樣本可能是血液。采用血液的特定問(wèn)題是可以有的紅細(xì)胞比容對(duì)其中的分析物的水平的測(cè)量的影響。紅細(xì)胞壓積可以在影響分析物的性能的樣本到與分析物試劑的接觸之間變化。第一和第二分析物試劑的存在旨在減輕紅細(xì)胞比容對(duì)分析物的檢測(cè)和測(cè)量的影響??蛇x擇地,樣本可能是尿、組織液、血漿、血清、唾液或脊髓液。在第二方面,本本發(fā)明提供了一種用于測(cè)量流體樣本中分析物的量的測(cè)試裝置的制造方法。該方法包括將第一分析物試劑和第二分析物試劑應(yīng)用至基片。第一分析物試劑具有第一基于時(shí)間的響應(yīng)特性,并且配制為與分析物反應(yīng)以產(chǎn)生指示分析物在樣本中的存在或量的信號(hào)。第二分析物試劑具有第二基于時(shí)間的響應(yīng)特性,并且配制為與分析物反應(yīng)以產(chǎn)生指示分析物在樣本中的存在或量的信號(hào)。在第三方面,本發(fā)明提供了一種使用測(cè)量裝置的方法,該測(cè)量裝置包括兩個(gè)工作電極,其中一個(gè)工作電極包括第一分析物試劑,另一個(gè)工作電極包括第二分析物試劑。該方法包括將第一和第二工作電極相對(duì)于反/參考電極極化。例如,在第一(工作)電極和反/參考電極之間,并且在第二(工作)電極和反/參考電極之間,施加電勢(shì)差。該方法還包括向測(cè)試裝置提供流體樣本;測(cè)量在第一工作電極處的一個(gè)或多個(gè)第一電流;測(cè)量在第二工作電極處的一個(gè)或多個(gè)第二電流;以及使用一個(gè)或多個(gè)第一和第二電流來(lái)確定校正的電流測(cè)量值。該方法可能還包括根據(jù)校正的電流測(cè)量值,確定在流體樣本中的分析物的量。通過(guò)將在第一工作電極處產(chǎn)生的一組電流和在第二工作電極處產(chǎn)生的一組電流一起使用,可以確定更具代表性的總體電流測(cè)量值,并且其可能被用于更精確地確定分析物在樣本中的量。在第一時(shí)間段期間可能測(cè)量一個(gè)或多個(gè)第一電流。在第二時(shí)間段和第三時(shí)間段期間可能測(cè)量一個(gè)或多個(gè)第二電流。在一些實(shí)施例中,第一時(shí)間段可能與第二和/或第三時(shí)間段重疊??赡茉诎ㄍ暾牡谝?、第二和第三時(shí)間段的測(cè)試時(shí)間段期間測(cè)量一個(gè)或多個(gè)第一和第二電流。當(dāng)?shù)谝环治鑫镌噭┖头治鑫镏g的反應(yīng)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),可能開(kāi)始第一時(shí)間段。當(dāng)?shù)谝环治鑫锘就耆怆x或溶解在液體樣本中時(shí),可能開(kāi)始第一時(shí)間段。第一時(shí)間段可能被選擇為足夠長(zhǎng),使得第一分析物試劑的精確度已經(jīng)被最大化,并且間隔時(shí)間可能使平均值不易受隨機(jī)噪聲的影響。理想地,在分析物試劑已經(jīng)完全解離之后的任意時(shí)間均是合適的。分析物試劑溶解、解離和平衡得越快,第一時(shí)間可能開(kāi)始的時(shí)間越早。在第一時(shí)間段結(jié)束的時(shí)候,分析物的溶劑應(yīng)當(dāng)基本上完成。當(dāng)?shù)诙治鑫镌噭┡c分析物之間的反應(yīng)處于基本非穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),可能開(kāi)始第二時(shí)間段。當(dāng)?shù)诙治鑫镌噭╅_(kāi)始解離或溶解在流體樣本中時(shí),可能開(kāi)始第二時(shí)間段。第二時(shí)間段可能選擇為將可獲得的紅細(xì)胞比容信息最大化,從而將原始的紅細(xì)胞比容影響最小化,同時(shí)盡量避免不精確度高得足以混淆獲得的有用信息的區(qū)域。非常早的時(shí)間點(diǎn)往往是充滿(mǎn)噪聲的,并且通常受其他系統(tǒng)參數(shù)(例如,填充速度)的影響。因此,相比相對(duì)快的溶解化學(xué)反應(yīng)(如在第一分析物試劑中),通過(guò)使用較慢的溶解化學(xué)反應(yīng),可以用相當(dāng)?shù)木全@得來(lái)自溶解過(guò)程的“早期”階段的信息。因此,當(dāng)?shù)诙治鑫镌噭┮呀?jīng)足夠溶劑化以給出分析物-敏感響應(yīng)但是由于溶劑化仍然處于相對(duì)較早的階段因此基體干擾被最小化時(shí),可能開(kāi)始第二時(shí)間段。如果第二時(shí)間段開(kāi)始得太早,那么校正效果可能迷失在噪聲中,因?yàn)闇y(cè)量的反應(yīng)還沒(méi)有建立足夠的動(dòng)力。在另一方面,如果第二時(shí)間段開(kāi)始得太晚,那么系統(tǒng)可能已經(jīng)過(guò)于平衡,校正信息可能與第三時(shí)間段期間獲取的電流測(cè)量值相混淆,可能丟失紅細(xì)胞比容校正信息。如果第二分析物試劑具有足夠慢的溶解速率,那么即使第一時(shí)間段的開(kāi)始表現(xiàn)出更大程度的溶解,也可能在第一時(shí)間段已經(jīng)開(kāi)始之后開(kāi)始第二時(shí)間段,因?yàn)榈谝粫r(shí)間段涉及到相對(duì)快地溶解分析物試劑,在第一時(shí)間段中通常更快地發(fā)生溶解。當(dāng)流體樣本中的第二分析物試劑的溶解或解離處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí),可能開(kāi)始第三時(shí)間段。當(dāng)流體樣本中的第二分析物試劑的溶解或解離沒(méi)有完成時(shí),可能開(kāi)始第三時(shí)間段。當(dāng)?shù)诙治鑫镌噭┑娜芙獠煌耆窍到y(tǒng)平衡,并且存在明顯的紅細(xì)胞比容敏感度時(shí),可能開(kāi)始第三時(shí)間段。一個(gè)目標(biāo)是選擇將在第二時(shí)間段期間測(cè)量到的電流和在第三時(shí)間段期間測(cè)量到的電流之間的信號(hào)差異最大化,同時(shí)還避免在相對(duì)早的時(shí)間點(diǎn)處變化系數(shù)太高的區(qū)域的第二和第三時(shí)間段??赡芨鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)第一、第二和第三時(shí)間段進(jìn)行優(yōu)化,但是最佳值通常深受第一和第二被分析試劑的相對(duì)溶解速率的影響和控制。相對(duì)于進(jìn)行測(cè)定的時(shí)間,在血細(xì)胞比例和精確度之間存在權(quán)衡。換句話說(shuō),要盡快執(zhí)行測(cè)定的期望應(yīng)當(dāng)與所需的精確度平衡??傊?,當(dāng)?shù)谝槐环治鲈噭┩耆芙庖蚨到y(tǒng)平衡時(shí),可能開(kāi)始第一時(shí)間段。當(dāng)?shù)诙治鑫镌噭╅_(kāi)始溶解并且系統(tǒng)還沒(méi)有平衡,但同時(shí)可以獲得足夠的信號(hào)和精確度時(shí),可能開(kāi)始第二時(shí)間段。當(dāng)?shù)诙治鑫镌噭┑娜芙馄胶猓遣槐赝瓿蓵r(shí),可能開(kāi)始第三時(shí)間段??赡芎线m地選擇每個(gè)時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間以實(shí)現(xiàn)所需的平均和平滑。使用一個(gè)或多個(gè)第一和第二電流來(lái)確定校正的電流測(cè)量值可能包括:通過(guò)求一個(gè)或多個(gè)第一電流的平均值確定第一電流平均值;通過(guò)求在第二時(shí)間段上測(cè)量到的一個(gè)或多個(gè)第二電流之和與在第三時(shí)間段上測(cè)量到的一個(gè)或多個(gè)第二電流之和的差值,確定第二電流平均值;以及求第一電流平均值和第二電流平均值之和的平均值。多個(gè)測(cè)量裝置中的每個(gè)測(cè)量裝置可能都執(zhí)行上述步驟,從而獲得一組第二電流平均值??赡芨鶕?jù)對(duì)這組第二電流平均值的線性回歸分析,調(diào)整每個(gè)第二電流平均值。通過(guò)將第一和第二分析物試劑暴露于相同的樣本,可能產(chǎn)生具有改進(jìn)的測(cè)量準(zhǔn)確度的系統(tǒng)??赡苁褂靡粋€(gè)或多個(gè)算法來(lái)利用蓄意設(shè)想出的基于時(shí)間的響應(yīng)特性在第一和第二分析物試劑之間的差異,以產(chǎn)生優(yōu)越的分析物測(cè)量系統(tǒng)。例如,可能有效地使用第二分析物試劑的響應(yīng)在算法上校正第一電極的響應(yīng)(反之亦然),從而將可以從組合的系統(tǒng)中派生而來(lái)的精確度和準(zhǔn)確度最大化??蛇x擇地,信號(hào)之間的差異可以用于產(chǎn)生預(yù)測(cè)的誤差項(xiàng),通過(guò)該預(yù)測(cè)的誤差項(xiàng)可以做出測(cè)量校正。例如,第一分析物試劑可以用于預(yù)測(cè)來(lái)自第二分析物的預(yù)期響應(yīng)(反之亦然),并且根據(jù)來(lái)自第一分析物試劑的實(shí)際響應(yīng),來(lái)自第二分析物試劑的預(yù)測(cè)響應(yīng)的第二分析物試劑的試劑響應(yīng)的偏差的一些測(cè)量可以用作誤差預(yù)測(cè)項(xiàng)。接著,根據(jù)誤差項(xiàng)的大小和觀察到的信號(hào)響應(yīng),預(yù)測(cè)的誤差項(xiàng)可以用于根據(jù)系統(tǒng)的預(yù)期行為產(chǎn)生校正的響應(yīng)??蛇x擇地,可以調(diào)整在第一分析物試劑處的校正的水平,使得在系統(tǒng)誤差被預(yù)測(cè)為小的區(qū)域(信任區(qū)域)中,可以將使用第一(精確的)分析物試劑的校正的水平最小化,從而增強(qiáng)系統(tǒng)誤差被預(yù)測(cè)為小的地方的精確度,而不犧牲系統(tǒng)誤差被預(yù)測(cè)為大的區(qū)域的準(zhǔn)確度。在另一方面,在系統(tǒng)誤差被預(yù)測(cè)為大的地方(即,非信任區(qū)域),可以在犧牲測(cè)量精確度以有利于在系統(tǒng)誤差占比超過(guò)與主體樣本快速平衡的傳感器積累的精確度得益的區(qū)域的臨床準(zhǔn)確性的程度上將校正最大化。在一個(gè)實(shí)施例中,可能實(shí)施以下步驟:-在一個(gè)或多個(gè)給定時(shí)刻(t1)處測(cè)量來(lái)自第二分析物試劑的響應(yīng)讀數(shù)。-使用響應(yīng)讀數(shù)預(yù)測(cè)在一個(gè)或多個(gè)給定時(shí)刻(t2)處來(lái)自第一分析物試劑的預(yù)期結(jié)果。-在一個(gè)或多個(gè)不同的時(shí)刻(t2)為第一分析物試劑的分析物結(jié)果測(cè)量精確的實(shí)際讀數(shù)。-使用預(yù)測(cè)的第一分析物試劑響應(yīng)相對(duì)于實(shí)際的第一分析物試劑響應(yīng)的差值來(lái)估計(jì)主體樣本擴(kuò)散行為與一些正常值的差異產(chǎn)生的偏差。-根據(jù)預(yù)期的主體樣本擴(kuò)散行為與正常值的偏差,校正第一被分析試劑響應(yīng),該正常值基于在經(jīng)受樣本擴(kuò)散行為的改變時(shí)傳感器的已知行為。-可選地,根據(jù)觀察到的來(lái)自第一分析物試劑和/或第二分析物試劑的響應(yīng)進(jìn)行加權(quán)處理,使得校正的響應(yīng)為:e1(校正的)=wfun×e1(實(shí)際的)+(1-wfun)×e1(預(yù)測(cè)的)其中,e1是第一分析物試劑,e2是第二分析物試劑,wfun是e1和/或e2響應(yīng)的函數(shù)。-通過(guò)實(shí)際分析物濃度歷史導(dǎo)出的回歸,使用e1corrected導(dǎo)出校準(zhǔn)的響應(yīng)值。在替代例子中,在不同時(shí)間點(diǎn)來(lái)自?xún)蓚€(gè)(或兩個(gè)以上)分析物試劑的信號(hào)可以被組合,生成組合信號(hào)的算法允許得到分析物測(cè)量值的最大似然估計(jì)(mle),其優(yōu)于從任何一個(gè)分析物試劑單獨(dú)得到的估計(jì)值。示例mle算法可以通過(guò)利用主成分分析和逐步線性回歸等方法的回歸分析獲得,以下將做更詳細(xì)的解釋。附圖說(shuō)明現(xiàn)在將參照以下說(shuō)明書(shū)附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例:圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電化學(xué)測(cè)試條的工作部分的橫截面示意圖;圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電化學(xué)測(cè)試條的工作部分在與樣本接觸前后的橫截面示意圖;圖3為在測(cè)量的過(guò)程中在試劑墊片的內(nèi)部和外部發(fā)生的并且鄰近工作的電極表面的擴(kuò)散過(guò)程的示意模型;圖4展示了在測(cè)量的不同階段發(fā)生的繼發(fā)事件;圖5a展示了將從相對(duì)較薄的試劑墊片合成物觀察到的基于時(shí)間的特性響應(yīng)的形狀,該試劑墊片合成物還經(jīng)歷快速溶劑化和近似完全的溶解;圖5b展示了在試劑層經(jīng)歷漸進(jìn)溶劑化和非完全溶解的情況下將觀察到的基于時(shí)間的響應(yīng)的形狀變化,其中,試劑墊片厚度是變化;圖5c展示了擴(kuò)散性變化對(duì)基于時(shí)間的響應(yīng)的影響;圖5d展示了在不同試劑和樣本條件下,可能由系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)導(dǎo)致的多種基于時(shí)間的特性響應(yīng),其中,在測(cè)試中,溶解、溶劑化、擴(kuò)散和分隔性能隨時(shí)間改變;圖6a展示了在具有相同試劑配方的相同電極暴露于不同濃度的分析物以產(chǎn)生響應(yīng)時(shí)觀察到的基于時(shí)間的特性響應(yīng)的例子,通過(guò)合適的算法,響應(yīng)的大小可以易于影響試劑濃度的測(cè)量值;圖6b展示了在具有相同試劑配方的相同電極暴露于具有相同分析物濃度但是樣本的紅細(xì)胞比容已經(jīng)變化的多個(gè)樣本以產(chǎn)生信號(hào)響應(yīng)時(shí)觀察到的基于時(shí)間的響應(yīng)的例子,由于改變的紅細(xì)胞比容對(duì)基于時(shí)間的特性響應(yīng)的混雜作用,信號(hào)響應(yīng)的大小通常容易受到系統(tǒng)誤差的影響;圖7展示了于本發(fā)明的測(cè)試條一起使用的基于pca(主成分分析)的測(cè)量算法所涉及的流程步驟;圖8展示了用于根據(jù)在從本發(fā)明的實(shí)施例導(dǎo)出的并且與該實(shí)施例一起使用的算法中使用的測(cè)試時(shí)刻的結(jié)果產(chǎn)生主成分得分的系數(shù)矩陣;圖9展示了用于根據(jù)在從本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例導(dǎo)出的并且于該實(shí)施例一起使用的算法中使用的測(cè)試時(shí)刻的結(jié)果產(chǎn)生主成分得分的系數(shù)矩陣;圖10a展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例生成的隨測(cè)試的樣本的紅細(xì)胞比容水平和參考葡萄糖濃度繪制的校準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果的三維圖;圖10b為圖10a的旋轉(zhuǎn)示意圖,其展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的葡萄糖測(cè)量性能;圖10c為圖10a的旋轉(zhuǎn)示意圖,其展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)量值對(duì)紅細(xì)胞比容變化不敏感;圖10d展示了在不同的紅細(xì)胞比容和葡萄糖組合下660個(gè)單獨(dú)的測(cè)試條的不同葡萄糖水平的紅細(xì)胞比容的偏差圖,這些組合的百分比在每個(gè)測(cè)試水平處實(shí)現(xiàn)在參考值的15%內(nèi)的準(zhǔn)確度。具體實(shí)施方式本發(fā)明尋求提供一種識(shí)別、驗(yàn)證或認(rèn)證電化學(xué)裝置的改進(jìn)方法。雖然以下描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例,但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例,并且這些實(shí)施例的變化可能也落入本發(fā)明的范圍,本發(fā)明的范圍只受所附的權(quán)利要求的限制。參照?qǐng)D1.根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)測(cè)試的工作部分由多個(gè)功能層構(gòu)建,包括基底材料層100,該基底材料層100可能是,例如,聚合物(pet)或板或涂覆紙。在這個(gè)層上有通過(guò)例如絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電炭-石墨層,或者使用au、pd、pt或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他合適電極導(dǎo)體的金屬層沉積方法沉積的圖案化的導(dǎo)電電極層200。如圖所示,可能包括涂覆在導(dǎo)電層200上方的介質(zhì)層300,通過(guò)該介質(zhì)層300,導(dǎo)電層200的電化學(xué)活性區(qū)域可以被更準(zhǔn)確地定義。試劑層400設(shè)置在導(dǎo)電電極層200的上方,覆蓋可選擇的介質(zhì)層300??赡艽嬖谄渌噭?。一個(gè)或多個(gè)試劑可能應(yīng)用于測(cè)試裝置的每個(gè)電極。例如,包括第一試劑的第一試劑層可能應(yīng)用于測(cè)試裝置的第一工作電極和測(cè)試裝置的第二工作電極。包括第二試劑的第二試劑層可能應(yīng)用于測(cè)試裝置的第一和第二工作電極的其中一個(gè)工作電極,從而確保第一和第二試劑同時(shí)提供給其中一個(gè)工作電極。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,根據(jù)最優(yōu)地建立所需特性的需要,每個(gè)單獨(dú)的功能層如果有需要可能可選擇地由多個(gè)單獨(dú)的層和/或以多個(gè)階段或流程步驟建立,所需特性包括:(1)所需的層厚度;(2)導(dǎo)電性;(3)物理完整性;(4)層的均勻性;(5)孔隙率;(6)表面積;(7)表面能,或這些特性通過(guò)各種功能層的任何所需分級(jí)。因此組裝的工作電極部分位于樣本空間——例如,樣本毛細(xì)管容積500內(nèi),形成完整的工作電化學(xué)測(cè)量測(cè)試條的組成部分。它設(shè)置為使得緊鄰試劑層的樣本容積500在使用時(shí)被樣本流體填充滿(mǎn)。在樣本容積500中的樣本流體將與試劑層400交換組分,試劑層的組分溶解和擴(kuò)散進(jìn)入樣本主體,樣本流體的元素滲透試劑層400,來(lái)自這二者的組分最終能夠在導(dǎo)電層200的表面處電化學(xué)地反應(yīng)。圖2概念地展示了在時(shí)刻t1隨著流體樣本被引入到樣本空間500中,試劑墊片400發(fā)生了什么。來(lái)自樣本的溶劑和溶質(zhì)滲透試劑墊片。其中的組分溶解并擴(kuò)散。這在試劑墊片上產(chǎn)生溶脹效應(yīng)。它還影響了它的擴(kuò)散性。隨著試劑墊片膨脹,組分?jǐn)U散進(jìn)入主體中,在制造過(guò)程中產(chǎn)生的不一致性隨著進(jìn)展到時(shí)刻t2而達(dá)到平衡。為了理解隨著時(shí)間推移墊片性質(zhì)的這些改變的意義,具有反映電極響應(yīng)實(shí)際上是如何導(dǎo)出并且哪種試劑墊片性質(zhì)對(duì)該響應(yīng)產(chǎn)生關(guān)鍵影響的模型是很有用的。在圖3中僅示意性地展示了這樣的模型。工作電極響應(yīng)來(lái)自擴(kuò)散受控過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,由主體樣本內(nèi)的分析物的反應(yīng)得到的還原的(或者,在替代情況下,氧化的)物質(zhì)向它們電化學(xué)氧化(或者,在替代情況下,還原)所處的導(dǎo)電層200擴(kuò)散,從而從系統(tǒng)移除。從主體向?qū)щ妼?00的物質(zhì)流通量最終控制在工作電極出測(cè)量到的響應(yīng)信號(hào)。由于導(dǎo)電層200實(shí)際上是這些還原(或者,在替代情況下,氧化)物質(zhì)的無(wú)限反應(yīng)位點(diǎn),在邊界處的還原(或者,在替代情況下,氧化)物質(zhì)的濃度名義上維持在零。因此,根據(jù)費(fèi)克(fick)定律,在這個(gè)界面和主體層之間不斷產(chǎn)生濃度梯度(dc/dx),主體層沿著這個(gè)濃度梯度具有凈流量的氧化物質(zhì)。從圖1可以很明顯得知,系統(tǒng)實(shí)際上由作為主體樣本的兩個(gè)單獨(dú)的流量區(qū)域和試劑墊片層組成。這兩個(gè)區(qū)域?qū)⒕哂胁煌再|(zhì)。與產(chǎn)生電極信號(hào)的擴(kuò)散通量有關(guān)的關(guān)鍵性質(zhì)為:1.區(qū)域和電極片之間的距離(x),其控制濃度梯度(dc/dx),沿著該濃度梯度,擴(kuò)散通量可以在任意時(shí)間點(diǎn)被驅(qū)動(dòng);2.擴(kuò)散率(d)——分子可以穿過(guò)特定層內(nèi)的線性距離的相對(duì)速度,其調(diào)節(jié)沿著給定的濃度梯度觀察到的相對(duì)通量;3.分區(qū)(p)——區(qū)域可以充當(dāng)膜從而排除具有任何給定物理性質(zhì)(例如,物理尺寸、溶劑化體積/分子量、電荷/極性)的物質(zhì)的滲透的相對(duì)程度。這些性質(zhì)在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中的不同時(shí)刻具有的在兩個(gè)單獨(dú)的區(qū)域(主體和試劑墊片)內(nèi)的相對(duì)值將從根本上影響由其導(dǎo)出的響應(yīng)信號(hào)。通常預(yù)期的是,如果其他所有條件不變,那么在墊片中的擴(kuò)散率將低于在主體中的擴(kuò)散率,因?yàn)橐恍|片組分將作為擴(kuò)散物質(zhì)要穿過(guò)的障礙,墊片距離(x)是小的并且有限的,而主體邊界是相對(duì)較大的并且可能是半無(wú)限的,墊片可能選擇性地對(duì)來(lái)自樣本內(nèi)部的一些物質(zhì)進(jìn)行分區(qū),而主體層將不會(huì)對(duì)來(lái)自樣本內(nèi)部的物質(zhì)進(jìn)行分區(qū),但是它可能作為從試劑墊片擴(kuò)散出來(lái)的一些物質(zhì)的選擇性分區(qū)。這種簡(jiǎn)單的具有已經(jīng)描述過(guò)的靜態(tài)參數(shù)的兩個(gè)區(qū)域模型,對(duì)電極的實(shí)際的基于時(shí)間的特性響應(yīng)行為的預(yù)測(cè)提出了復(fù)雜的分析挑戰(zhàn),但是可以并且已經(jīng)建立計(jì)算模型,該計(jì)算模型能夠?qū)@個(gè)系統(tǒng)展示出的響應(yīng)行為的做出有用的并且很有說(shuō)服力的預(yù)測(cè)。特別值得注意的是,這樣的計(jì)算模型非常有助于增進(jìn)理解產(chǎn)生的信號(hào)響應(yīng)如何與系統(tǒng)的物理性質(zhì)發(fā)生關(guān)系并且受這些物理性質(zhì)的影響,從而能夠做出有用的預(yù)測(cè),同時(shí)影響工作電極的物理設(shè)計(jì)和將響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為結(jié)果的算法的選擇,如本文所述,該結(jié)果由于已經(jīng)同時(shí)對(duì)由制造變化引起的誤差和由樣本成分自身中固有差異引起的系統(tǒng)誤差進(jìn)行校正,因此具有改進(jìn)的準(zhǔn)確性。同時(shí),這樣的計(jì)算模型已經(jīng)用于定性地驗(yàn)證本文所述的影響和作用,從而證明采取的方法的內(nèi)在效用,應(yīng)當(dāng)注意的是,實(shí)際系統(tǒng)比這兩個(gè)區(qū)域模型更復(fù)雜,隨著試劑墊片越來(lái)越多地與主體樣本反應(yīng)(反之亦然),在上述模型中描述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)響應(yīng)的關(guān)鍵性質(zhì)實(shí)際上在測(cè)量的整個(gè)過(guò)程中容易改變它們自身。圖4示意性展示可隨著時(shí)間的推進(jìn),試劑墊片和主體樣本之間預(yù)期的一連串相互作用。試劑層首先從致密層溶劑化,從而變成膨脹的和溶劑化的擴(kuò)散層,此后經(jīng)歷幾乎完全分散進(jìn)樣本主體并且與樣本主體平衡的完全溶解。在這些階段的進(jìn)展中的差異導(dǎo)致在不同條件下的預(yù)測(cè)的基于時(shí)間的特性響應(yīng)的改變。通過(guò)電極設(shè)計(jì)和試劑組分配方控制這些轉(zhuǎn)變的速度和程度使得產(chǎn)生的基于時(shí)間的特性響應(yīng)能夠可選擇地用于測(cè)量和校正的目的。在試劑墊片溶劑化的初始階段(t1),試劑墊片很大程度上停留在完整狀態(tài)。它的擴(kuò)散率將是相對(duì)較低的。它的分區(qū)在某些情況下是很高的,因?yàn)閴|片和主體之間的組分差異性將處于它們的最大值,所以孔隙率、溶解力等性質(zhì)中的差異將被夸大。因此,在反應(yīng)的這個(gè)階段的干擾物質(zhì)的滲透可能被限制,如果樣本是血液,那么從墊片層對(duì)細(xì)胞組分——例如,紅細(xì)胞的排除將被最大化。因此,在處理的這個(gè)階段,原始信號(hào)對(duì)例如,不同血液樣本紅細(xì)胞比容值的敏感度將處于最小值。在這個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)將很少有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)平衡,因此由制造過(guò)程中的變化導(dǎo)致的試劑墊片中的任何變化和物理缺陷的影響將被類(lèi)似地夸大。在這個(gè)時(shí)刻試劑墊片的有效厚度將低到適中,并且是最反復(fù)無(wú)常的。在墊片層內(nèi)或附近將大量地產(chǎn)生流量。隨著時(shí)間的推進(jìn)(t2)以及在墊片和主體之間發(fā)生更多的物質(zhì)交換,試劑墊片將膨脹。首先,它的擴(kuò)散率將增大,并且它的厚度也將增大。它的分區(qū)能力將降低。然而,將稍微有機(jī)會(huì)平衡試劑墊片內(nèi)由制造工藝產(chǎn)生的缺陷和不一致性,并且將觀察到傳感器之間的信號(hào)一致性和精確度的提高。隨著反應(yīng)物消耗在電極附近,濃度梯度dc/dx變得更淺,并且通過(guò)試劑墊片和主體層性質(zhì)的平衡支配流量。隨著時(shí)間的進(jìn)一步推進(jìn),試劑墊片可能達(dá)到幾乎完全分解的階段。在這個(gè)時(shí)刻,墊片已經(jīng)與主體樣本有效地平衡。它在任何有意義的意義下都不再充當(dāng)分區(qū)層。傳感器有效地由鄰近電極(x→0)的單個(gè)主體層組成,該主體層的擴(kuò)散性幾乎完全受主體樣本性質(zhì)的控制,試劑墊片性質(zhì)的影響變得可以忽略。在這個(gè)時(shí)刻,試劑墊片內(nèi)的制造變化對(duì)響應(yīng)的影響將已經(jīng)被最小化,斌全國(guó)將可以觀察到傳感器之間的最佳信號(hào)一致性和精確度。然而,在這個(gè)階段,由于例如,影響得出響應(yīng)信號(hào)的擴(kuò)散過(guò)程的干擾物質(zhì)的存在或者細(xì)胞組成的存在,在樣本自身出現(xiàn)的系統(tǒng)差異所導(dǎo)致的不準(zhǔn)確將被相應(yīng)地最大化。通過(guò)理解這些過(guò)程,如何最好地設(shè)計(jì)傳感器(傳感器如何和何時(shí)應(yīng)當(dāng)在這些階段轉(zhuǎn)化,以及在對(duì)應(yīng)于這些階段的不同時(shí)間點(diǎn)處哪些測(cè)量值和校正信息變成在響應(yīng)信號(hào)內(nèi)可獲得的)和如何最好地利用信息的權(quán)衡變得很明顯。具體地,配制和設(shè)計(jì)(在分析物測(cè)試測(cè)定時(shí)間內(nèi))快速平衡并且向著t3的完全分解階段快速移動(dòng)的傳感器墊片將最大限度地提高精確度,并且降低由制造變化造成的不精確誤差。然而,這樣的系統(tǒng)將容易過(guò)度受到包含分析物的主體樣本的擴(kuò)散和溶解性質(zhì)的變化造成的樣本之間的系統(tǒng)不準(zhǔn)確性的影響。例如,在樣本為血液的情況下,紅細(xì)胞壓積的變化將造成差異。相反地,配置和設(shè)計(jì)(在分析物測(cè)試測(cè)定時(shí)間內(nèi))緩慢通過(guò)階段t1和t2的傳感器在某些時(shí)間點(diǎn),將減少包含分析物的主體樣本的擴(kuò)散和溶解性質(zhì)的變化(例如,在樣本為血液的情況下,紅細(xì)胞壓積的變化將造成差異)造成的影響,同時(shí)在相同的時(shí)間,潛在地將在這些不同時(shí)間點(diǎn)可獲得的信息最大化,通過(guò)這些信息,可以在算法上校正該影響。然而,這樣的配方將遭受由試劑墊片的制造變化引起的不精確性的增加,沒(méi)有足夠的機(jī)會(huì)平衡這些不精確性。在圖5a-5d中展示了來(lái)自具有不同墊片厚度和影響擴(kuò)散率和平衡時(shí)間的組分的系統(tǒng)的期望信號(hào)響應(yīng)的例子。本發(fā)明的裝置運(yùn)用上面的理解。提供的裝置具有根據(jù)上述轉(zhuǎn)變故意配置為在不同極端工作的第一和第二分析物試劑,將可以用于提取測(cè)量值的完全可用的信息的數(shù)量和質(zhì)量同時(shí)最大化。通過(guò)合適的算法,可以得到更準(zhǔn)確的測(cè)量值,該測(cè)量值受到包含分析物的主體樣本的擴(kuò)散和溶解性質(zhì)的變化(例如,在樣本為血液的情況下,紅細(xì)胞壓積的變化將造成差異)造成的誤差的影響的程度更輕,同時(shí)受到?jīng)]有足夠的機(jī)會(huì)被平衡的由試劑墊片的制造變化引起的不精確誤差的影響的程度更輕。在下面非限制的示例例子中將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。然而,應(yīng)當(dāng)注意到,紅細(xì)胞的相對(duì)排出(即,紅細(xì)胞比容)的變化造成的信號(hào)差異被看作差別的電極和算法如何可以用于導(dǎo)出可能用于校正不準(zhǔn)確性的洞察力和信息的明顯例子,同時(shí)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也很明顯的是,其他干擾效果(例如,直接電化學(xué)干擾物質(zhì))也將受差別的分區(qū)的影響,分區(qū)效果取決于試劑墊片是如何配置以及它們是如何設(shè)計(jì)以隨時(shí)間反應(yīng),因此,本發(fā)明還容易使其適用于其他額外的誤差校正策略。實(shí)施例1具有快速的溶解、和與主體樣本的擴(kuò)散交換和平衡的用于分析物測(cè)量工作電極的酶墨水配方配制如下,并且被指定為“inka”。制備調(diào)節(jié)至ph7.4的100ml的0.1mol/l的磷酸鉀緩沖水溶液。添加和溶解3g的250mbr級(jí)羥乙基纖維素(ashlandchemicalsltd),形成粘稠漿料。添加以下組分:1.5g的煅制氧化硅(hdkk40級(jí),來(lái)自wackergmbh)0.5g的tergitolnp/9表面活性劑(sigma)(密度=1.055g/ml)表面張力=32(dynes/cm,1%活性劑,25℃)德拉夫斯浸潤(rùn)=0.06(德雷夫斯20秒浸潤(rùn),wt%在25℃)21s在0.05wt%在25℃)2.0g的葡萄糖脫氫酶fadh酶(sekisuidiagnostics)15.0g的亞鐵氰化鉀(iii)(fisherscientific)這些組分被混合為均勻糊狀物。通過(guò)將導(dǎo)電碳墨水絲網(wǎng)印刷到基片上形成設(shè)定的圖案,并且采用介質(zhì)層可選擇地涂覆在其上方以暴露出設(shè)定的工作電極區(qū)域、反電極區(qū)域和電接觸,制造電化學(xué)測(cè)試條。在實(shí)施例1所述的層壓步驟之前,兩層的上述inka被絲網(wǎng)印刷和干結(jié)于測(cè)試條的工作電極區(qū)域和反電極區(qū)域中的一個(gè)上。在采用inka涂覆電極區(qū)域之后,通過(guò)在條上層壓合適的分隔層和親水頂層在電極區(qū)域上形成設(shè)定的樣本空間容積,使得樣本填充開(kāi)口和空氣逸出開(kāi)口與樣本空間處于有效的流體接觸。隨后,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得明顯的是,相對(duì)于以下inkb和inkc,inka具有以下關(guān)鍵性質(zhì)。●非揮發(fā)性組分對(duì)溶劑(水)的相對(duì)較低的比例,導(dǎo)致在干燥后形成相對(duì)較薄的層,因而其在使用后可以快速分解;●與聚合物成膜劑和粘合劑相比,快速溶解高度可溶性無(wú)機(jī)物(亞鐵氰化鉀(iii))相對(duì)較高的比例。這在使用時(shí)將驅(qū)動(dòng)快速溶劑化和與主體樣本的快速平衡,以及試劑層相對(duì)快速的分解?!裣鄬?duì)于促進(jìn)在墨水干燥后的膜內(nèi)的純亞鐵氰化鉀(iii)的區(qū)域的晶體生長(zhǎng)的其他組分,高溶性無(wú)機(jī)成分亞鐵氰化鉀(iii)的高負(fù)載,導(dǎo)致膜的不均勻性,并且在試劑墊片層內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)大的異??焖偃芙夂涂焖贁U(kuò)散區(qū)域。這種結(jié)晶作用還在干燥的層中產(chǎn)生非常高的表面積,這將進(jìn)一步促進(jìn)試劑墊片層在使用后的快速溶解?!裣鄬?duì)于成膜材料和聚合物(hec和表面活性劑),相對(duì)較高水平的非成膜劑(不可溶硅和可溶亞鐵氰化鉀(iii))在試劑墊片內(nèi)產(chǎn)生更多孔、開(kāi)放的膜結(jié)構(gòu),(與連續(xù)平的、致密的膜完全不同)其有助于驅(qū)動(dòng)由其和類(lèi)似組分構(gòu)成的試劑墊片的快速溶解和相對(duì)高的擴(kuò)散率??傊?,上述配方和性質(zhì)選擇的最終的結(jié)果是一種快速溶解的、高擴(kuò)散率的試劑墊片,其有很少或有限的對(duì)主體樣本的子組分進(jìn)行差異分區(qū)的傾向。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將明顯的是,在上述具體的配方a中,亞鐵氰化鉀(iii)承擔(dān)電化學(xué)介質(zhì)的作用,使得電子在氧化還原反應(yīng)中在分析物和電極之間往復(fù)移動(dòng)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言還將明顯的是,相對(duì)于其他成分,特別是成膜劑,處于高比例的亞鐵氰化鉀(iii)產(chǎn)生相對(duì)較大的快速溶劑化的結(jié)晶區(qū)域,該結(jié)晶區(qū)域破壞了連續(xù)的膜的形成,并且?guī)椭谑褂弥行纬傻脑噭拥目焖偃軇┗妥罱K分解。這兩個(gè)功能可能被認(rèn)為是單獨(dú)的設(shè)計(jì)元素,其在這個(gè)具體實(shí)施例中的單個(gè)材料選擇中容易不謀而合的發(fā)生。可以設(shè)想替代的成分組合,其中,電化學(xué)介質(zhì)的預(yù)期作用和對(duì)連續(xù)的膜形成的破壞的預(yù)期作用可能通過(guò)單獨(dú)組分的組合實(shí)現(xiàn),而不是通過(guò)假設(shè)同時(shí)具有兩種功能的單一材料實(shí)現(xiàn)。所有這樣的組合都通過(guò)擴(kuò)展并入本文。實(shí)施例2具有更漸進(jìn)的溶解、和與主體樣本的擴(kuò)散交換和平衡的用于分析物測(cè)量工作電極的酶墨水配方配制如下,并且被指定為“inkb”。制備調(diào)節(jié)至ph7.4的100ml的0.1mol/l的磷酸鉀緩沖水溶液。添加和溶解15g的250lr級(jí)羥乙基纖維素(ashlandchemicalsltd),輕微攪拌超過(guò)2個(gè)小時(shí)形成粘稠漿料。添加以下組分:1.5g的煅制氧化硅(hdkk40級(jí),來(lái)自wackergmbh)0.5g的tergitolnp/9表面活性劑(sigma)2.0g的葡萄糖脫氫酶fadh酶(sekisuidiagnostics)15.0g的亞鐵氰化鉀(iii)(fisherscientific)這些組分被混合為均勻糊狀物。上述兩層的上述inkb被絲網(wǎng)印刷和干結(jié)于實(shí)施例1所述的測(cè)試條的其中一個(gè)工作電極區(qū)域上。實(shí)施例3具有愈發(fā)漸進(jìn)的溶解、和與主體樣本的擴(kuò)散交換和平衡的用于分析物測(cè)量工作電極的酶墨水配方配制如下,并且被指定為“inkc”。制備調(diào)節(jié)至ph7.4的100ml的0.1mol/l的磷酸鉀緩沖水溶液。添加和溶解20g的250lr級(jí)羥乙基纖維素(ashlandchemicalsltd),輕微攪拌超過(guò)2個(gè)小時(shí)形成粘稠漿料。添加以下組分:1.5g的煅制氧化硅(hdkk40級(jí),來(lái)自wackergmbh)0.5g的tergitolnp/9表面活性劑(sigma)2.0g的葡萄糖脫氫酶fadh酶(sekisuidiagnostics)5.0g的亞鐵氰化鉀(iii)(fisherscientific)這些組分被混合為均勻糊狀物。上述兩層的上述inkc被絲網(wǎng)印刷和干結(jié)于實(shí)施例1所述的測(cè)試條的其中一個(gè)工作電極區(qū)域上。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是,相對(duì)于上述inka,inkc具有以下關(guān)鍵性質(zhì)?!穹菗]發(fā)性組分對(duì)溶劑(水)相對(duì)較高的比例,導(dǎo)致在干燥后形成相對(duì)較厚的層,因而其在使用后可以緩慢分解;●與聚合物成膜劑、粘合劑和表面活性劑相比,快速溶解高度可溶性無(wú)機(jī)物(亞鐵氰化鉀(iii))相對(duì)較低的比例。這在使用時(shí)將驅(qū)動(dòng)更慢的溶劑化和與主體樣本的更慢的平衡,以及試劑層在使用時(shí)分解的傾向性更低?!裣鄬?duì)于抑制在墨水干燥后的膜內(nèi)的純亞鐵氰化鉀(iii)的區(qū)域的晶體生長(zhǎng)的其他組分,高溶性無(wú)機(jī)成分亞鐵氰化鉀(iii)的相對(duì)較低負(fù)載,導(dǎo)致在試劑墊片層內(nèi)的大的異??焖偃芙夂涂焖贁U(kuò)散區(qū)域的相對(duì)缺乏。這種結(jié)晶的相對(duì)缺乏還在干燥的層中產(chǎn)生具有較低表面積的更均勻的膜,這將促進(jìn)試劑墊片層在使用后的緩慢溶解。●相對(duì)于成膜聚合物(hec),相對(duì)較低水平的非成膜膜劑(不可溶硅和可溶亞鐵氰化鉀(iii))在試劑墊片內(nèi)產(chǎn)生更致密、封閉的膜結(jié)構(gòu),其有助于限制由其和類(lèi)似組分構(gòu)成的試劑墊片的溶解和擴(kuò)散,并且增加了其中的一些樣本子組分的選擇分區(qū)的傾斜??傊鲜雠浞胶托再|(zhì)選擇的最終的結(jié)果是一種逐步溶解的、較低擴(kuò)散率的試劑墊片,其至少在最初階段有將主體樣本的子組分進(jìn)行差異分區(qū)到試劑墊片中的一些最初傾向。實(shí)施例4使用實(shí)施例1中所述的過(guò)程制備測(cè)試條,包括inka的試劑層涂覆在其中一個(gè)工作電極和反電極上,inkb涂覆在額外的相鄰的工作電極上。實(shí)施例5使用在實(shí)施例1中所述的過(guò)程制備測(cè)試條,包括inka的試劑層涂覆在其中一個(gè)工作電極和反電極上,inkb涂覆在額外的相鄰的工作電極上。實(shí)施例6根據(jù)在實(shí)施例2中所述的過(guò)程,只使用inka制備用于測(cè)量全血中的葡萄糖的一次性使用的電化學(xué)測(cè)試條。接著,使用全血的多個(gè)樣本測(cè)試這些測(cè)試條,全血包含在大約50mg/dl和~550mg/dl之間變化的不同濃度的beta-d-葡萄糖分析物,其包含有三個(gè)額外的中間水平,紅細(xì)胞壓積(紅細(xì)胞比容)在20%v/v和60%v/v之間變化,其包含有額外的三個(gè)中間紅細(xì)胞比容水平。在引入樣本之前,在條上的工作電極和反電極之間設(shè)定300mv的外加電壓,在大約10秒的時(shí)間內(nèi)測(cè)量產(chǎn)生的電流。在圖6a和6b中展示了產(chǎn)生的電流信號(hào)響應(yīng)概括所選擇的實(shí)施例。圖6a展示了在具有相同試劑配方的多個(gè)幾乎相同的電極暴露與具有不同濃度的分析物的類(lèi)似樣本,以產(chǎn)生響應(yīng)時(shí),觀察到的基于時(shí)間的響應(yīng)特性的例子,通過(guò)合適的算法該響應(yīng)的大小可以很容易地用于影響分析物濃度的測(cè)量值。在這點(diǎn)上,請(qǐng)參閱iso15197,其以引用的方式并入本文。很明顯的是,傳感器響應(yīng)信號(hào)不僅受到感興趣的分析物的濃度的影響,還受到系統(tǒng)誤差和包含分析物的主體樣本容積的擴(kuò)散和溶解性質(zhì)的變化的影響,其中,紅細(xì)胞壓積或“血細(xì)胞”僅是一個(gè)例子。實(shí)施例7使用實(shí)施例1所述的過(guò)程制備一次性使用的測(cè)試條,包括來(lái)自實(shí)施例2的墨水a(chǎn)的試劑層涂覆在其中一個(gè)工作電極(工作電極1——以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we1”)和反電極上,來(lái)自實(shí)施例4的墨水b涂覆在額外的相鄰的工作電極(工作電極2,以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we2”)上。接著,在與上述實(shí)施例6中所述的樣式等價(jià)的樣式中測(cè)試這些電極,但是這兩個(gè)電極相對(duì)于反電極被同樣地極化,并且通過(guò)每一個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的電流響應(yīng)。組合的電極輸出的測(cè)量算法在另一個(gè)實(shí)施例中,根據(jù)來(lái)自?xún)蓚€(gè)電極的兩個(gè)信號(hào)響應(yīng)的組合,采用新的算法來(lái)做出增強(qiáng)的測(cè)量值。通過(guò)利用有意設(shè)計(jì)的不同分析物試劑的不同的基于時(shí)間的響應(yīng)特性,在最終測(cè)量的響應(yīng)中可能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的精確度和紅細(xì)胞比容不敏感性之間的平衡,這對(duì)于單獨(dú)地采用任一電極系統(tǒng)是不可能的,或者如果不存在不同的基于時(shí)間的響應(yīng)特性,這也是不可能的。在本實(shí)施例中,第一和第二電極相對(duì)于反/參考電極被極化。在第一時(shí)間段內(nèi)[tk;tk+n],測(cè)量第一工作電極處的一個(gè)或多個(gè)第一電流iwe1,在第二和第三時(shí)間段內(nèi)[ta;tb]和[tc;td],測(cè)量第二工作電極處的一個(gè)或多個(gè)第二電流iwe2。一個(gè)或多個(gè)第一和第二電流被用來(lái)根據(jù)以下算法確定校正的電流測(cè)量值。在時(shí)刻k和時(shí)刻k+n之間的第一工作電極上的第一電流的平均值根據(jù)下式確定:在ta和tb之間的第二工作電極上的第二電流之和q1根據(jù)下式確定:在tc和td之間的第二工作電極上的第二電流之和q2根據(jù)下式確定:qδ根據(jù)下式確定:0δ=01-q2根據(jù)(qδ),第一工作電極上的預(yù)測(cè)電流根據(jù)下式確定:i1(predicted)=β0+β1qδ在第一工作電極處的實(shí)際電流的偏差根據(jù)下式確定:iδ=i1(actual)-i1(predicted)檢查偏差來(lái)看看它是否低于更低的閾值:|iδ|<la如果偏差在更大的閾值之上,那么可能報(bào)告該誤差:|iδ|>ha→報(bào)告誤差否則:la<=|iδ|<=ha校正電流是實(shí)際電流和預(yù)測(cè)電流的平均值:導(dǎo)出的紅細(xì)胞比容預(yù)測(cè)是基于偏差和預(yù)測(cè)電流:hpredicted=β2+β3i1(predicted)+β4iδ導(dǎo)出的紅細(xì)胞比容偏差根據(jù)下式確定:hδ=42-hpredicted從紅細(xì)胞比容偏差導(dǎo)出校正的電流:采用以下加權(quán)函數(shù):i1(actual)<inominali1(actual)>=inominalwf=1在本實(shí)施例中使用以下系數(shù):系數(shù)說(shuō)明值k以秒為單位的時(shí)間5.50n以秒為單位的時(shí)間2.00a以秒為單位的時(shí)間2.50b以秒為單位的時(shí)間4.00c以秒為單位的時(shí)間5.50d以秒為單位的時(shí)間7.70β0電流擴(kuò)展項(xiàng)0.3027μampsβ1電流擴(kuò)展項(xiàng)8.72e-8ampsla低校正電流閾值0.0800μampsha高校正電流中斷2e-6ampsβ2血細(xì)胞擴(kuò)展項(xiàng)25.07β3血細(xì)胞擴(kuò)展項(xiàng)1.485e7β4血細(xì)胞擴(kuò)展項(xiàng)3.578e7hb血細(xì)胞補(bǔ)償項(xiàng)1.5inominal用于加權(quán)的標(biāo)稱(chēng)電流1e-6amps按照下式,icorr被轉(zhuǎn)變?yōu)闃颖緷舛鹊墓烙?jì)值:c=p1icorr+p2p1和p2是可以通過(guò)使用合適方法(例如,線性最小二乘回歸)的數(shù)據(jù)回歸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)容易地導(dǎo)出,并且預(yù)測(cè)地應(yīng)用于測(cè)量目的的后續(xù)等效測(cè)試情況的校準(zhǔn)系數(shù)。在本實(shí)施例中,p1是192,p2是-27。還將明顯的是,以上得出的算法系數(shù)值是特定的電極設(shè)計(jì)和采用的外加電壓的函數(shù),并且還可能通過(guò)使用合適方法(例如,線性最小二乘回歸)的數(shù)據(jù)回歸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出。通過(guò)線性回歸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)最容易確定系數(shù)β0和β1。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配方是固定的時(shí)候,對(duì)于任意一組時(shí)間點(diǎn),處于標(biāo)稱(chēng)的紅細(xì)胞比容的qδ和i1actual之間的關(guān)系也(在理論上)變成固定的(不考慮噪聲/誤差)。因此,測(cè)試在標(biāo)稱(chēng)的、固定的紅細(xì)胞比容處具有不同葡萄糖濃度的條,并且為這些條測(cè)量i1actual和qδ將說(shuō)明它們關(guān)聯(lián)所用到的系數(shù)。隨后β0和β1可以用于導(dǎo)出i1pred的值。在紅細(xì)胞比容是標(biāo)稱(chēng)值的時(shí)候,i1pred應(yīng)當(dāng)近似i1actual。在紅細(xì)胞比容從標(biāo)稱(chēng)值偏離的情況下,iδ是非零的并且背離已經(jīng)通過(guò)差異化設(shè)計(jì)揭露的紅細(xì)胞比容信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是,存在可能揭露qδ/i1actual關(guān)系的其他手段(例如,數(shù)據(jù)挖掘、啟發(fā)估計(jì)等)。然而,由于對(duì)于任意給定設(shè)計(jì),關(guān)系有效地變得固定,因此可能采用任何合適的回歸或發(fā)現(xiàn)手段。下表量化了在本實(shí)施例中觀察到的不精確,將僅從墨水a(chǎn)電極產(chǎn)生的測(cè)量響應(yīng)、從僅墨水b電極產(chǎn)生的測(cè)量響應(yīng)、以及從這兩個(gè)電極的算法組合產(chǎn)生的測(cè)量響應(yīng)進(jìn)行比較,當(dāng)計(jì)算為在這個(gè)水平讀取的參考測(cè)量值的百分比時(shí),表示為從多個(gè)重復(fù)測(cè)量值產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在五個(gè)紅細(xì)胞比容水平中的每一個(gè)紅細(xì)胞比容水平上的精確測(cè)量與包含所有單獨(dú)的紅細(xì)胞比容水平的總體標(biāo)準(zhǔn)偏差一起顯示。表格還為三種情況中的每種情況顯示了由樣本紅細(xì)胞比容的改變?cè)斐傻南到y(tǒng)誤差,表示為在測(cè)量到的響應(yīng)中的百分比變化,其直接歸因與紅細(xì)胞比容中的每百分之一改變,負(fù)值表明紅細(xì)胞比容增加的下降響應(yīng),正值表明紅細(xì)胞比容增加的上升響應(yīng)。從這個(gè)表可以容易看出,相比單獨(dú)使用的基于墨水a(chǎn)的測(cè)量值,這個(gè)組合的系統(tǒng)顯示出降低的紅細(xì)胞比容敏感度,并且相比單獨(dú)使用的基于墨水b的測(cè)量值,這個(gè)組合的系統(tǒng)具有提高的精確度。實(shí)施例8使用實(shí)施例1所述的過(guò)程制備一次性使用的測(cè)試條,包括來(lái)自實(shí)施例2的墨水a(chǎn)的試劑層涂覆在其中一個(gè)工作電極(工作電極1——以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we1”)和反電極上,來(lái)自實(shí)施例7的墨水c涂覆在額外的相鄰的工作電極(工作電極2,以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we2”)上。實(shí)施例7中所述的類(lèi)型的算法,根據(jù)來(lái)自?xún)蓚€(gè)電極的兩個(gè)信號(hào)響應(yīng)的組合(特別是利用每個(gè)墨水的不同的基于時(shí)間的響應(yīng)特性)增強(qiáng)測(cè)量值,被用于產(chǎn)生這里所述的測(cè)量響應(yīng)。在這種情況下,使用上述等式,并且利用以下算法系數(shù):系數(shù)說(shuō)明值k以秒為單位的時(shí)間5.50n以秒為單位的時(shí)間2.00a以秒為單位的時(shí)間2.0b以秒為單位的時(shí)間3.5c以秒為單位的時(shí)間5.50d以秒為單位的時(shí)間7.70β0電流擴(kuò)展項(xiàng)0.64μampsβ1電流擴(kuò)展項(xiàng)9.98e-8ampsla低校正電流閾值0.120μampsha高校正電流中斷2e-6ampsβ2紅細(xì)胞比容擴(kuò)展項(xiàng)20.1β3紅細(xì)胞比容擴(kuò)展項(xiàng)1.7e7β4紅細(xì)胞比容擴(kuò)展項(xiàng)3.2e7hb紅細(xì)胞比容擴(kuò)補(bǔ)償語(yǔ)1.8inominal用于加權(quán)的標(biāo)稱(chēng)電流1e-6ampsp1系數(shù)項(xiàng)(斜率)259p2系數(shù)項(xiàng)(截?cái)?-60.7下表量化了根據(jù)對(duì)僅從墨水a(chǎn)電極(we1)產(chǎn)生的測(cè)量響應(yīng)、從僅墨水c電極(we2)產(chǎn)生的測(cè)量響應(yīng)、以及從這兩個(gè)電極的算法組合產(chǎn)生的測(cè)量響應(yīng)進(jìn)行比較觀察到的不精確,并且量化了歸因于在每種情況下的樣本紅細(xì)胞比容的變化的系統(tǒng)誤差,如上面的實(shí)施例6所述。實(shí)施例9使用實(shí)施例1所述的過(guò)程制備一次性使用的測(cè)試條,包括來(lái)自實(shí)施例2的墨水a(chǎn)的試劑層涂覆在其中一個(gè)工作電極(工作電極1——以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we1”)和反電極上,來(lái)自實(shí)施例4的墨水c涂覆在額外的相鄰的工作電極(工作電極2,以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we2”)上。算法開(kāi)發(fā)流程在另一個(gè)實(shí)施例中,使用了另一個(gè)算法,其利用在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)同時(shí)來(lái)自?xún)蓚€(gè)電極的組合響應(yīng)。在圖7中示意地展示了可以得到和使用這樣的算法的大致流程。在這個(gè)具體實(shí)施例中,在1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒和8秒處對(duì)inkc(we2)進(jìn)行以安培為單位的測(cè)量,在1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒和8秒處對(duì)inka(we1)進(jìn)行以安培為單位的測(cè)量,以為每個(gè)測(cè)量產(chǎn)生總共16個(gè)信號(hào)輸入。這些輸入按照這里所列的順序呈現(xiàn),并且編號(hào)為1到16。這個(gè)算法利用主成分分析(pca)的方法使所有這些16個(gè)輸入之間的變化正交化,并且使用該變化產(chǎn)生具有增強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力的模型。在這種情況下,首先通過(guò)從每個(gè)響應(yīng)中減去標(biāo)稱(chēng)平均值和標(biāo)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)偏差,將原始輸入轉(zhuǎn)化為“z-分?jǐn)?shù)”:使用的值為根據(jù)所有分析物濃度和紅細(xì)胞比容范圍預(yù)期的所有讀數(shù)的平均值和標(biāo)志偏差,由此可以為每個(gè)時(shí)間點(diǎn)和每個(gè)電極獲得測(cè)量值。接著,使用通過(guò)回歸計(jì)算推導(dǎo)出的系數(shù)矩陣的矩陣乘法,將產(chǎn)生的16個(gè)輸入轉(zhuǎn)化為它們的主成分分?jǐn)?shù)。在圖8中展示了在這個(gè)實(shí)施例中用于z-分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化的標(biāo)稱(chēng)平均值和標(biāo)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)偏差的實(shí)際值,以及在這種情況下用于將16個(gè)原始輸入轉(zhuǎn)化為它們的主成分的系數(shù)矩陣。由將z分?jǐn)?shù)與上述系數(shù)矩陣的矩陣乘法產(chǎn)生的16個(gè)主成分中的每一個(gè)主成分被分配相應(yīng)的名稱(chēng)x1、x2、x3……x6,得到的并且用于預(yù)測(cè)最終響應(yīng)的模型項(xiàng),以及它們的系數(shù)值如下所示(x1是與模型項(xiàng)x1關(guān)聯(lián)的系數(shù),x1:x2是用于x1和x2之間的相互作用的系數(shù),即它們的乘積的系數(shù)):當(dāng)這個(gè)算法應(yīng)用于來(lái)自所述測(cè)試條的測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí),在圖x展示了產(chǎn)生的結(jié)果,其中,樣本具有5個(gè)紅細(xì)胞比容(從20%變化至60%)和5個(gè)血糖水平(在50和500mg/dl之間變化)。參照下表可以容易地看出這個(gè)組合的系統(tǒng)與單獨(dú)使用基于inka和inkc的測(cè)試相比表現(xiàn)出更低的紅細(xì)胞比容敏感度,并且當(dāng)與單獨(dú)使用基于inkc的測(cè)試相比,具有更高的精確度。實(shí)施例10使用實(shí)施例1所述的過(guò)程制備一次性使用的測(cè)試條,包括來(lái)自實(shí)施例2的墨水a(chǎn)的試劑層涂覆在其中一個(gè)工作電極(工作電極1——以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we1”)和反電極上,來(lái)自實(shí)施例4的墨水c涂覆在額外的相鄰的工作電極(工作電極2,以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“we2”)上。在這種情況下,使用不同的電化學(xué)測(cè)試過(guò)程,先施加+300mv的電壓8秒,然后施加-300mv的電壓2秒以驅(qū)動(dòng)反向的電化學(xué)反應(yīng)一段時(shí)間,給出額外的、放大的電流信號(hào),以下展示了其中一個(gè)實(shí)施例。通過(guò)如上所述的計(jì)算回歸開(kāi)放了與實(shí)施例9所述的算法類(lèi)型類(lèi)似的pca算法。在這種情況下,使用來(lái)自2個(gè)電極的21個(gè)時(shí)間點(diǎn)的輸入,如下表所示:使用以下參數(shù)計(jì)算z-分?jǐn)?shù):在圖9中展示了用于驅(qū)動(dòng)主成分的變換矩陣。每個(gè)pca項(xiàng)均被輸入到模型中,x1表示pca1,x2表示pca2,等等。用于產(chǎn)生最終葡萄糖結(jié)果的模型系數(shù)如下所示:當(dāng)這個(gè)算法被應(yīng)用于測(cè)試條輸出信號(hào)以預(yù)測(cè)分析物響應(yīng)時(shí),從葡萄糖濃度和紅細(xì)胞比容水平已經(jīng)被控制在以下所示參考范圍的血液樣本,可以得到圖10a-10d所示的結(jié)果。從下表可以看出這種電極設(shè)計(jì)和算法組合可以產(chǎn)生對(duì)紅細(xì)胞比容改變的干擾效果不敏感的精確測(cè)量值。通過(guò)適當(dāng)?shù)母淖儯鲜鰧?shí)施例的任意特征可以與其他實(shí)施例的特征相結(jié)合。此外,雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。但是可以理解的是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變更、修改和變化,而不背離被發(fā)明的范圍。例如,雖然已經(jīng)主要在驗(yàn)證的帶有計(jì)量器的電化學(xué)裝置的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但是本發(fā)明還可以用在其他領(lǐng)域,例如,健康與健身、食物、飲料、生物安全應(yīng)用、環(huán)境樣本監(jiān)測(cè)等。本文所述的實(shí)施例同樣可能用在動(dòng)物的/獸醫(yī)的藥物和健康(包括狗和馬)背景下。此外,雖然已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明與電化學(xué)測(cè)試條一起使用,但是它可能延伸至其他電化學(xué)裝置,如主動(dòng)從用戶(hù)獲取流體樣本(如組織液)并對(duì)樣本進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的可穿戴裝置。這樣的例子為患有糖尿病的用戶(hù)用于控制葡萄糖濃度(和胰島素劑量)的連續(xù)的(或半連續(xù)的)葡萄糖監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)前第1頁(yè)12
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