用于确定胰岛素抗性的化验和方法技术

本发明专利技术提供一种在家里或床边的检测装置，使用该装置可以同时检测血糖和胰岛素的水平以及使用该装置的方法。这样的装置和方法可以帮助糖尿病患者或者给药者更好的管理胰岛素的摄入和用药，和监测疾病的进展和治疗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于医疗诊断领域，更特别的属于胰岛素需求或胰岛素抗性诊断领域，基 于主体全血样品中胰岛素和葡萄糖水平的实时检测。
技术介绍
在2005-2008年，基于空腹血糖或血红蛋白Ale水平，20岁或20岁以上的成年美 国人35%具有前期糖尿病（65岁或65岁以上的成年人占50%)。这个百分数运用到2010 年的全美人口，估计有7900万个20岁或20岁以上的成年美国人具有前期糖尿病。在调整 人口年龄和性别差异之后，被诊断患有糖尿病的人的平均医疗开支比那些未患有糖尿病的 人的开支高2. 3倍。因此能预防上述人群的真实的糖尿病发展是一个巨大的挑战。 此外，对于1型糖尿病（T1DM)患者，了解一个人的胰岛素敏感性，何时何地需要 (胰岛素），如今仍然很大程度上基于不准确的假设。这是由于麻烦和昂贵的胰岛素试验， 必须在实验室中进行。餐前推注的胰岛素量是使用家用血糖检测仪测定实际血糖水平，扣 除前段时间估计出的胰岛素敏感性或抗性而计算出的。然而这样的胰岛素敏感性因子根本 不能反映推注时或测定血糖时的实际的胰岛素的敏感性。因此计算出的胰岛素推注量（或 剂量）结果往往不准确，可能会导致非健康或危险的血糖水平。 对2型糖尿病（T2DM)患者也一样，实际上真实的胰岛素敏感性不能依靠患者自己 进行计算，因为目前不能获得血糖水平的实时数据。 因此胰岛素和葡萄糖水平组合是基本信息，不仅对1型和2型的糖尿病患者，也对 具有代谢综合征和体重超标的患者，因为这些病理先于糖尿病发生，并常与胰岛素抗性有 关。 胰岛素抗性是1/胰岛素敏感度，实际上是胰岛素敏感性的倒数。 一般胰岛素检测被运往中心临床实验室，因为市场上没有护理测试点（P0C测 试）。P0C和自我监督市场没有被开发。仅最近，出现了可能可以在POC/lay用户友好的方 式下检测并定量一滴样品中皮摩尔数量的被分析物的技术。 虽然当前有很多血糖检测和传感器适用于家庭使用，据我们所知，没有报道血胰 岛素检测适用于家庭使用或作为点护理设备，也没有在单个设备中与葡萄糖检测结合。本 专利技术的目的在于克服这个需求。
技术实现思路
本专利技术提供了主体血样中葡萄糖和胰岛素水平两种检测相结合的多种产品和方 法，并且同时计算血样中胰岛素抗性（IR)，胰岛素敏感性（IS)或β_细胞功能。该产品被 视为家庭自检或作为医生的医疗点设备。 为了获得有效的胰岛素抗性信息，何时何地需要，考虑到更好的保持超重患者中 的β -细胞功能（产生胰岛素的细胞），从而有助于预防2型糖尿病（T2DM)。 因此本专利技术提供了一种测定主体全血样品中葡萄糖和胰岛素两种水平的装置，包 括： a)样品接受部； b)被分析物反应域b)包括 bl)测定上述样品中血糖水平的第一传感器， b2)测定上述样品中血液中胰岛素水平的第二传感器， c) 一个控制装置，能控制装置并分析从生物传感器系统获得的数据， d)用户界面，向用户显示数据。 在一个优选的实施例中，上述第二传感器b2)包括2个独立的传感器，一个用来测 定内源胰岛素或其断裂的C-肽片段，一个用来测定外源胰岛素。外源胰岛素可以是快速作 用或缓慢作用，优选的快速作用和缓慢作用（或长期作用或基础胰岛素）能被装置分开测 定。 在另一个优选的实施例中，上述的第二传感器b2)包括2个独立的传感器，一个用 来检测快速作用的胰岛素，一个用来检测缓慢作用的胰岛素（长期作用或基础胰岛素）。 在一个优选的实施例中，被分析物反应域b)包括2个区块，一个用来检测血糖， 一个用来检测血液中的胰岛素，其中后者也包括不同的区块，用来检测不同类型的胰岛素 (内源的，短期反应的，和/或长期反应的）。 根据本专利技术的设备，在一个优选的实施例中，葡萄糖和胰岛素用单传感器系统测 定，或用2个独立传感器系统分别检测每一种被分析物。 在一个优选的实施例中，本专利技术该设备是一种家用检测设备或医疗点设备。 根据本专利技术的设备，在一个优选的实施例中，上述胰岛素传感器是特异检测长期 作用胰岛素，短期作用胰岛素，或两种都测定，或特异检测内生胰岛素的断裂的C肽。 优选的，上述第一传感器是一种电化学或光学传感器，和/或上述第二传感器是 一种电化学或光学传感器。优选的，两种传感器都是电化学传感器。或者，两种传感器是光 学传感器。本专利技术设想也可以是光学/电化学相结合的传感器。 根据本专利技术的装置的优选实施例中，在小于1毫升的样品中可以检测葡萄糖和胰 岛素两种水平，优选的小于〇. 5毫升，更优选的小于100微升，最优选的小于5微升全血。 在一个优选的实施例中，本专利技术的装置对胰岛素的敏感性为100皮摩尔，优选的 为50皮摩尔，更优选的为20皮摩尔或更少。 在一个优选的实施例中，根据本专利技术装置对葡萄糖的敏感性为20微摩尔或更少。 根据本专利技术的装置的一个优选的实施例中，基于从传感器bl)和b2)获得的信号， 控制器装置计算主体的胰岛素抗性，胰岛素敏感性或β细胞功能。在优选的实施例中，上 述计算结果用H0MA1-IR，H0MA2-IR，或Η0ΜΑ Β%公式计算，确定主体中胰岛素抗性和β细 胞功能。 根据本专利技术的装置，在一个优选的实施例中，用于检测血糖的上述第一传感器是 一种基于电化学或比色系统的葡萄糖氧化酶或脱氢酶。 根据本专利技术的装置的一个优选的实施例中，上述用于检测胰岛素的第二传感器是 一个电化学传感器，测定由于底物与胰岛素结合的酶反应导致的电荷或电流变化。这样的 传感器例子是，如选自如下组合包括：电化学免疫测定，酶-激活电化学检测系统，酶联免 疫电化学测定，酶-激活免疫电化学测定，和压电或二-电免疫测定。 在一个优选的实施例中，上述电化学传感器包括一个或多个电极或电极对，连接 到可以引导和测定上述每一个电极中的电荷或电流的装置上。 根据本专利技术的装置的一个优选的实施例，上述电化学传感器包括一个或多个电极 或电极对，与能诱导和测定上述每一个电极，或电极间的电荷或电流的装置连接。上述电荷 /电流装置相连并被控制，并汇报给控制装置或操作系统。 在一个优选的实施例中上述电极管是由导电材料制成的，这些导电材料优选自如 下组合包括：碳、金、钼、银、氯化银、铑、铱、钌，钯，锇，铜，以及它们的混合物。 根据本专利技术的装置的一个优选的实施例中，所述电极是多孔可渗透电极，磁电极， 或碳纳米管。 在本专利技术的装置中的一个优选的实施方式中，所述的样本接收部被包括由微孔薄 膜的支撑物、检测试剂条或横向流动试剂条，以上试剂条或薄膜是由以下材料组成：有机聚 合物，非有机聚合物，自然的织物或合成的织物，纸和陶。 在本专利技术的装置中的一个优选的实施方式中，所述的检测胰岛素的第二传感器为 光学传感器，用来测量由于被分析物特异结合到传感器上引起的颜色形成的变化、光的衍 射变化、光的散射变化，光的吸收变化或光的反射变化。 优选的，本专利技术的装置中使用的光学或生物化学传感器，使用免疫方法来聚集被 分析物质，并且在上述反应区域中另外包括诱导磁性的方式。可选的，上述的光学或生物 化学传感器采用毛细作用来让血液样本流动穿过反应区域和/或去掉本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量主体全血样本中的葡萄糖和胰岛素的装置，包括：a)样本接收部；b)被分析物质反应区域包括：b1)用于检测所述样本中血糖的第一电化学或光学传感器，b2)用于检测所述样本中胰岛素的第二电化学或光学传感器；c)一个控制该装置的操作和分析从传感器系统获得数据的控制器装置。d)用户界面，显示所述的数据给使用者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 用于测量主体全血样本中的葡萄糖和胰岛素的装置，包括： a) 样本接收部； b) 被分析物质反应区域包括： bl)用于检测所述样本中血糖的第一电化学或光学传感器， b2)用于检测所述样本中胰岛素的第二电化学或光学传感器； c) 一个控制该装置的操作和分析从传感器系统获得数据的控制器装置。 d) 用户界面，显示所述的数据给使用者。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，该控制器装置基于从传感器bl)和b2)获得的信 号计算主体的胰岛素抗性，胰岛素敏感性和/或β细胞的功能。3. 根据权利要求2所述的装置，其中，所述计算的完成是使用H0MA1-IR，H0MA2-IR，或 者HOMA 公式来确定主体中胰岛素的抵抗和β细胞的功能。4. 根据权利要求1-3之一所述的装置，其中，所述的测试葡萄糖和胰岛素的水平在少 于1毫升的样品量中测量，优选的少于〇. 5毫升，更优选的少于100微升，最优选的是少于 5微升的全血。5. 根据权利要求1-4之一所述的装置，其中，对于胰岛素，具有lOOpmol/1的灵敏度，优 选的具有50pmol/l的灵敏度，更优选的具有20pmol/l的灵敏度，对于血糖，具有20mmol/l 或更少的灵明度。6. 根据权利要求1-5之一所述的装置，其中，所述的用于检测血糖的第一传感器为基 于电化学或者基于比色法系统的葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶。7. 根据权利要求1-6之一所述的装置，其中，用于检测胰岛素的第二传感器为电化学 传感器，测量由于酶与结合胰岛素的底物之间的反应而引起的电荷或电流的改变。8. 根据权利要求7所述的装置，其中，所述的传感器从下列所述的群中选择：电化学免 疫分析，酶激活电化学检测系统，酶联免疫电化学分析，酶激活免疫磁珠电化学分析和，压 电或二电免疫分析。9. 根据权利要求7-8之一所述的装置，其中，所述的电化学传感器包括一个或多个电 极或者电极对，这些电极与可以诱导和测量任意一个所述电极中的电荷或电流的装置连 接。10. 根据权利要求7-9之一所述的装置，其中，所述的电极由导电材料制作，这些导电 材料选自于下列材料：碳，金，钼金，银，卤化银，铑，铱，钌，钯，锇，铜，和他们的混合物。11. 根据权利要求7-10之一所述的装置，其中，所述的电极为多孔渗水电极，磁性电极 或碳纳米管电极。12. 根据权利要求7-6之一所述的装置，其中，所述的用于测量胰岛素的第二传感器为 光学传感器，测量通过被分析物质的特异结合到传感器引起的颜色，光的衍射，光的散射， 光的吸收，或者光的反射的变化。13. 根据权利要求1-12之一所述的装置，其中，所述的传感器使用免疫磁性在反应区 域集中被分析物质，和另外包括用来在所述的反应区域诱导磁性的功能。14. 根据权利要求1-12之一所述的装置，其中，所述的传感器使用毛细作用来让血液 样本流动并穿过反应区域和/或消除一些非结合的复合物，另外包括吸收垫或者毛细流诱 导工具，和可选的包括与反应区域连接的带有流体的池。15. 根据权利要求7-11，13和14Z-所述的装置，其中，所述的电化学传感器包括酶报 告系统，该系统选自于以下系统：葡萄糖氧化酶，葡萄糖脱氢酶，己糖激酶，乳酸氧化酶，胆 固醇氧化酶，谷氨酸氧化酶，辣根过氧化物酶，酒精氧化酶，谷氨酸丙酮酸转氨酶，和谷氨酸 草酰乙酸盐转氨酶，辣根过氧化物酶/对氨基苯酚免疫分析，碱性磷酸酶/1-萘基磷酸盐免 疫分析。16. 根据权利要求7-11，13-15之一所述的装置，其中，所述的电化学传感器另外包括 与电子转移媒介结合的酶。17. 根据权利要求1-16之一所述的装置，其中，另外包括一个用于使用者输入特殊数 据的到控制器的组件，这些特殊数据选自于：测试的时间和或日期，上次进餐的时间，前次 摄入胰岛素的时间和数量，运动后的时间，下次进食的碳水化合物种类等，优选的包括键盘 或触摸屏。18. 根据权利要求1-17之一所述的装置，其中，另外包括与计算机，便携式或可移动的 处理装置，或移动电话连接的连接器，从而让使用者或者药物管理者来跟踪他的状态，胰岛 素的需要和β细胞的功能。19. 根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·马瑞曼，
申请(专利权)人：美艾利尔瑞士公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH