用于测定扩散的方法技术

一种用于使用具有至少两个电极的电化学电池中的氧化还原反应来测定流体样品的扩散特征的方法，其中第一电极在其表面或其表面附近具有至少一种氧化还原介体，而第二电极具有在测试开始时不含该一种或多种氧化还原介体的电极表面，该方法包括：向电化学电池中的流体样品施加电位以在两个电极表面处引发氧化还原反应；测量作为时间的函数的与所施加的电位相关联的电流，以及使用在转折点处或之后的所测量的电流的瞬态部分上的测量点及其相关联的时间来测定扩散特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测定扩散的方法
本专利技术涉及使用电化学电池中的氧化还原反应来测定流体样品的扩散的方法和设备。本专利技术还涉及使用氧化还原反应同时测定流体样品中的一种或多种氧化还原活性物质的扩散和贡献的方法和设备。
技术介绍
基于电化学的传感器(例如血糖自监测条)用于测量在流体样品(例如全血)中的分析物。然而，它们的准确度可受到影响测试流体中的分析物质量传递的扩散干扰因子(DIF)例如血液血细胞比容的影响，因为红细胞阻断分析物(例如葡萄糖)的扩散途径。另一个负面地影响传感器准确度的因素是由任何一种或多种氧化还原活性物质引起的氧化还原干扰因子(RIF)，该氧化还原活性物质发生氧化还原反应并从而产生干扰信号(例如尿酸干扰电化学葡萄糖测量)。减轻DIF的技术是已知的。这些使用主动方法，其依赖于获得用于校正/补偿DIF的DIF敏感信号。主动DIF减轻的示例在US2002125145A1、US20090184004A1和US8016997B2中有所描述。这些用于DIF减轻的方法依赖于测定跨越条样品室的两个电极之间的扩散。从而，它们在样品室高度上可以受到条到条变化的影响。减轻RIF的技术是已知的。同样，这些使用依赖于获得用于校正/补偿的RIF敏感信号的主动方法。用于自监测血糖的主动RIF减轻的示例在US2002125145A1和WO2014037745A1中有所描述。上述技术仅解决DIF或RIF，或使用不同技术/方法单独地解决DIF和RIF。减轻DIF和RIF这两者以满足产品准确度要求是至关重要的。需要用于实现这种减轻的改善的技术。
技术实现思路
本专利技术涉及用于同时测定流体样品中的扩散和一种或多种氧化还原活性物质的技术。该技术具有用于多种应用的潜力。例如，所测量的扩散和一种或多种氧化还原活性物质可用于在分析物例如葡萄糖的电化学测量中主动减轻DIF和RIF这两者。所谓扩散干扰因子(DIF)意指影响质量传递的流体样品的性质，例如血液Hct、粘度、扩散系数。所谓氧化还原干扰因子(RIF)意指任何一种或多种氧化还原活性物质，其发生氧化还原反应并且从而产生干扰信号。根据本专利技术的一个方面，提供使用具有至少两个电极的电化学电池中的氧化还原反应来测定流体样品的扩散的方法，其中第一电极在其表面或其表面附近具有至少一种氧化还原介体(redoxmediator)，而第二电极具有在测试开始时不含一种或多种氧化还原介体的电极表面，该方法包括：向电化学电池中的流体样品施加电位以在两个电极表面处引发氧化还原反应；测量与所施加的电位相关联的电流，以及使用所测量的电流和与其相关联的测试时间来测定扩散性质或特性。该方法还可包括使用所测量的电流和与其相关联的测试时间来测定氧化还原活性物质的贡献。所谓氧化还原活性物质意指存在于测试样品中的物质，其通过在所施加的电位下在电极处发生氧化还原反应和/或与氧化还原介体反应以改变介体的氧化还原状态而产生干扰信号，该介体在电极(例如血液样品中的尿酸)处发生氧化还原反应。该方法还可包括将校准信息和所测量的电流和与其相关联的测试时间一起使用来测定扩散性质或特性。扩散性质或特性可以与流体样品中的质量传递相关联，包括扩散系数、血细胞比容、粘度。氧化还原活性物质可为在施加的电位下在第二电极处发生氧化还原反应的至少一种物质。电位可具有恒定大小或者随时间变化的大小，或者恒定大小和变化的大小的组合。电流可为所测量的电流的单个值，或者在0.5秒，优选0.1秒，更优选0.03秒的持续时间内连续测量的电流的平均值。电极可以共面的方式配置，使得两个电极表面在空间上布置成彼此面对，其中最小的面到面距离为10微米至1000微米，优选35微米至500微米，更优选50微米至120微米。电极可以共平面的方式配置，使得两个电极表面在空间上布置在相同平面中，其中最小的边缘到边缘距离为10微米至2000微米，优选50微米至900微米，更优选100微米至500微米。根据本专利技术的另一个方面，提供用于使用具有至少两个电极的电化学电池中的氧化还原反应来测定流体样品的扩散特征的测量仪或设备，其中第一电极在其表面或其表面附近具有至少一种氧化还原介体，而第二电极具有在测试开始时不含一种或多种氧化还原介体的电极表面，该测量仪或设备配置成：向电化学电池中的流体样品施加电位以在两个电极表面处引发氧化还原反应；测量作为时间的函数的与所施加的电位相关联的电流，以及使用在转折点处或之后的所测量的电流的瞬态部分上的测量点及其相关联的时间来测定扩散特征。转折点可为第一瞬态部分结束并且第二瞬态部分开始的点，其中第一瞬态部分偏离科特雷尔(Cottrell)电流衰减并且第二瞬态部分基本上遵循科特雷尔电流衰减。测量仪或设备可以配置成识别在所测量的电流的瞬态部分上的转折点。测量仪或设备可以配置成使用所识别的转折点来测定待用于测定扩散特征的测量点，其中测量点在时间上从转折点偏置(t转折+Δt，＝测量点)。测量仪或设备可配置成使用测量点电流及其相关联的测试时间来同时测定至少一种氧化还原活性物质的扩散特征和贡献。测量仪或设备可配置成存储校准信息，并且将校准信息和所测量的电流中的测量点及其相关联的测试时间一起使用以测定扩散特征。测量仪或设备可配置成存储与测试时间和扩散特征相关的函数，并且将函数和测量点电流测试时间一起使用以测定扩散特征。扩散特征可为与流体样品中的质量传递相关联的扩散性质或特性，包括扩散系数、血细胞比容、粘度。氧化还原活性物质为在所施加的电位下在第二电极处发生氧化还原反应的至少一种物质。测量仪或设备可配置成施加电位，该电位具有恒定大小或者随时间变化的大小，或者恒定大小和变化的大小的组合。测量仪或设备可配置成测量在每个测量点处的单个电流值或者在0.5秒，优选0.1秒，更优选0.03秒的持续时间内连续测量的电流的平均值。附图说明现在仅以举例的方式并且结合下列附图来描述本专利技术的各种方面，其中：图1示出通过在电极之间施加电位而刺激的在两个电极处的氧化还原反应；图2示出在施加电位之后测量的用于图1的设备的电流对时间的曲线图，其中示出在时间t转折和电流i转折处的转折点；图3a是两个供体的血液样品的t转折对葡萄糖、尿酸和Hct的箱形图；图3b是图3a的t转折对Hct数据的箱形图，并且图4是在葡萄糖浓度为约75mg/dL下i转折对Hct和尿酸浓度的箱形图。具体实施方式图1示出电化学测试条例如自监测血糖条的氧化还原反应。该条具有两个电极，第一电极E1和第二电极E2。第一电极E1用含有氧化还原介体(M)和其它材料(例如酶)的试剂层覆盖，而第二电极E2具有无覆盖试剂层的表面。第一电极E1和第二电极E2分别电连接到稳压器(未示出)。在使用中，第一电极E1和第二电极E2分别与全血样品接触，并且在两个电极之间施加电位(电压)。这导致在两个电极处的氧化还原反应。测量作为时间的函数的在第一电极E1和第二电极E2之间的所得电流。为了测试条，在第一电极E1和第二电极E2之间施加电位，并且测量电流。选择电位的大小和极性以引发在第一电极E1处的一种或多种介体的一种或多种还原和在第二电极E2处的一种或多种氧化还原活性物质的一种或多种氧化。将血液样品施加到条样品室触发取决于血液样品的Hct和一种或多种氧化还原活性物质的物理和化学过程/改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用具有至少两个电极的电化学电池中的氧化还原反应来测定流体样品的扩散特征的方法，其中所述第一电极在所述第一电极的表面处或所述第一电极的表面附近具有至少一种氧化还原介体，而所述第二电极具有在测试开始时不含所述氧化还原介体的电极表面，所述方法包括：向所述电化学电池中的流体样品施加电位以在所述两个电极表面处引发氧化还原反应；测量作为时间的函数的与所述施加的电位相关联的电流，以及使用在转折点处或之后的所述测量的电流的瞬态部分上的测量点和与所述测量点相关联的时间来测定所述扩散特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.27 GB 1419113.41.一种用于使用具有至少两个电极的电化学电池中的氧化还原反应来测定流体样品的扩散特征的方法，其中所述第一电极在所述第一电极的表面处或所述第一电极的表面附近具有至少一种氧化还原介体，而所述第二电极具有在测试开始时不含所述氧化还原介体的电极表面，所述方法包括：向所述电化学电池中的流体样品施加电位以在所述两个电极表面处引发氧化还原反应；测量作为时间的函数的与所述施加的电位相关联的电流，以及使用在转折点处或之后的所述测量的电流的瞬态部分上的测量点和与所述测量点相关联的时间来测定所述扩散特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述转折点是第一瞬态部分结束并且第二瞬态部分开始的所述点，其中所述第一瞬态部分偏离科特雷尔电流衰减并且所述第二瞬态部分基本上遵循科特雷尔电流衰减。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括在所述测量的电流的所述瞬态部分上识别所述转折点。4.根据权利要求3所述的方法，包括使用所述识别的转折点来测定待用于测定所述扩散特征的所述测量点，其中所述测量点在时间上从所述转折点(t转折+Δt，＝识别点)偏置。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用所述测量点电流和与所述测量点电流相关联的测试时间来同时测定至少一种氧化还原活性物质的扩散特征和贡献。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括存储校准信息，并且将所述校准信息和所述测量的电流中的所述测量点及其相关联的测试时间一起使用来测定所述扩散特征。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括存储与测试时间和所述扩散特征相关的函数，并且将所述函数和所述测量点电流及其相关联的测试时间一起使用来测定所述扩散特征。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述扩散特征是与流体样品中的质量传递相关联的扩散性质或特性，包括扩散系数、血细胞比容、粘度。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氧化还原活性物质是在所述施加的电位下在所述第二电极处发生氧化还原反应的至少一种物质。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电位具有恒定大小或者随时间变化的大小，或者恒定大小和变化的大小的组合。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电流是所述测量的电流的单个值，或者在0.5秒，优选0.1秒，更优选0.03秒的持续时间内连续测量的电流的平均值。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电极以共面的方式配置，使得所述两个电极表面在空间上布置成彼此面对，其中最小面到面距离为10微米至1000微米，优选35微米至500微米，更优选50微米至120微米。13.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘最芳，M古托维斯卡，
申请(专利权)人：西拉格国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH