门控伏特安培法制造技术

本发明专利技术揭示一种用于测定样品中的分析物浓度的传感器系统、装置以及方法。含有由连续的激发与弛豫组成的多个工作循环的门控伏特安培脉冲序列可提供更短的分析时间并且／或者改良该分析的准确度和／或精度。本发明专利技术所揭示的脉冲序列可减少由于血细胞比容效应、帽隙容积差异、非稳态条件、介体背底、单组校准常数、未填满以及传感带的活性离子化剂含量变化所造成的分析误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】门控伏特安培法相关申请的参考本申请要求2005年9月30日提交的、题目为"Gated Voltammetry(门 控伏特安培法)"的美国临时申请No. 60/722,584的优先权，并将该临时申 请的内容引入本文中作为参考。
技术介绍
定量测定生物流体中的分析物可用于诊断和治疗生理异常。例如，测 定诸如血液等生物流体中的葡萄糖水平，对于必须经常检查自己的血糖 水平以便调节饮食和/或用药的糖尿病患者是很重要的。电化学系统已经用于这种类型的分析。在分析过程中，分析物发生 了与酶或类似物质(species)的氧化还原反应，从而产生可以测量的并 与分析物浓度相关联的电流。通过縮短分析所需的时间，同时提供所期 望的准确度和精度，可以让用户充分受益。用于分析生物流体中的分析物的电化学传感器系统的一个例子包 括测量装置和传感带(sensor strip)。传感带包括试剂和电极，该试剂在 分析期间与分析物发生反应并将分析物的电子转移，该电极通过导体而 传输电子至上述装置。测量装置具有从传感带接收电子的接点和在各接 点之间施加电压差的能力。该装置可以记录穿过传感器的电流并将该电 流值转变为样品的分析物含量的评估值。这些传感器系统可以分析一滴 全血(WB)，例如体积为1 15微升0liL)的全血。台式(bench-top)测量装置的例子包括由美国印第安纳州(Indiana) 西拉斐特(West Lafayette)的BAS Instruments公司销售的BAS 100B分 析仪、由美国德克萨斯州(Texas)奥斯汀(Austin)的CH Instruments 公司销售的CH仪器分析仪、由美国堪萨斯州(Kansas)劳伦斯(Lawrence) 的Cypress Systems公司销售的Cypress电化学工作站以及由美国新泽西 州(New Jersey)普林斯屯页(Princeton)的Princeton Research Instruments 公司销售的EG&G电化学仪器。便携式测量装置的例子包括BayerCorporation公司的Ascensia Breeze⑧和Elite⑧仪表。传感带可以包括一个工作电极和一个对电极，分析物在工作电极处 发生一种电化学反应，而在对电极处发生相对的(oppsite)电化学反应， 从而使电流能在这两个电极之间流过。因此，如果在工作电极处发生氧 化，则在对电极处发生还原。例如，参见"尸Mm/amewto^ Q/"」"a(y"ca/ CAem/W7, 4"五必/ow, D.A. Skoog and D.M. West; Philadelphia: Saunders College Publishing (1982)， pp 304-341" (D.A. Skoog和D.M. West著作的 《分析化学基础》，第四版，费城，桑德斯学院出版(1982年)，第304-341 页)。传感带还可以包括一个真(true)参比电极，从而向测量装置提供 不变的参比电位。虽然多种参比电极材料都是己知的，但银(Ag)和氯化 银(AgCl)的混合物比较典型，因为这种混合物不溶于分析溶液的含水环 境中。参比电极也可以用作对电极。美国专利No. 5,820,551中描述了使 用这种参比-对电极组合的传感带。可以通过使用多种技术将电极印刷在绝缘基底上从而形成传感带， 上述技术例如是美国专利No. 6,531,040、 No. 5,798,031和No. 5,120,420中所描述的那些技术。可以通过涂敷一个或多个电极，诸如工作电极和/ 或对电极，从而形成一个或多个试剂层。在一个方面，多于一个的上述 电极可以由相同的试剂层覆盖，例如当工作电极和对电极上涂敷有相同 的组分时。在另一个方面，可以使用2003年10月24日提交的美国临时 专利申请No. 60/513,817中所描述的方法，将具有不同组分的试剂层印 刷或微沉积在工作电极和对电极上。因此，工作电极上的试剂层可以包 含酶、介体和粘合剂，而对电极上的试剂层包括粘合剂和可与上述介体 相同或不同的可溶性氧化还原物质。试剂层可以包括用于促进分析物的氧化或还原的离子化剂，以及有 助于让电子在分析物与导体之间转移的任何介体或其他物质。离子化剂 可以是分析物特异性酶，例如葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶，以催化WB 样品中的葡萄糖的氧化。试剂层也可以包括将酶与介体保持在一起的粘 合剂。下面的表I提供了针对特定分析物而使用的酶与介体的常规组合。表I:分析物酶介体葡萄糖葡萄糖氧化酶铁氰化物葡萄糖葡萄糖脱氢酶铁氰化物胆固醇胆固醇氧化酶铁氰化物乳酸盐乳酸氧化酶铁氰化物尿酸尿酸酶铁氰化物醇醇氧化酶苯二胺粘合剂可以包括诸如CMC (羧甲基纤维素)和/或PEO (聚环氧乙烷) 等各种类型和分子量的聚合物。粘合剂除了将各试剂粘合在一起之外， 也可以协助过滤红血细胞，防止它们覆盖在电极表面上。用于分析生物流体中的分析物的常规电化学传感器系统的例子包 括由美国伊利诺伊州(minois)艾伯特公园(AbbottPark)的Abbott公司销 售的精度⑧生物传感器、由美国印第安纳州(Indiana)印第安纳波利斯 (Indianapolis)的Roche公司销售的Accucheck⑧生物传感器以及由美国加 利福尼亚州(California)米尔皮塔斯(Milpitas)的Lifescan公司销售的 OneTouch Ultra 生物传感器。已经用于量化生物流体中的分析物的一种电化学方法是库仑分析。 例如，Heller等在美国专利No. 6,120,676中描述了用于WB葡萄糖测量 的库仑分析法。在库仑分析中，将很小体积的分析物彻底氧化，并在氧 化时间上对电流求积分，从而产生代表分析物浓度的电荷，以此量化分 析物浓度。换句话说，库仑分析获取了传感带内的分析物的总量。库仑分析的一个重要方面在于，朝着电荷对时间的积分曲线的末 端，电流随时间的变化率变得基本恒定，从而出现稳态情况。库仑分析 曲线的这个稳态部分形成相对平直的平坦区，从而就能测定相应的电流。 然而，库仑分析法要求整个体积的分析物完全转变以达到稳态情况。结 果，这种方法是耗时的，并且不能提供诸如葡萄糖监测产品等电化学装 置的用户所需的快速结果。库仑分析的另一问题在于，为了提供准确的 结果，必须控制传感器池(sensor cell)使其容积小，这对于大规模生产设备而言可能是难以实现的。已经用于量化生物流体中的分析物的另一种电化学方法是安培法。 在安培法中，当将恒定电位(电压)施加在传感带的工作电极和对电极之间 时，在读取脉冲期间测量电流。所测量出来的电流用于量化样品中的分 析物。安培法测量出电化学活性物质，例如分析物，在工作电极附近被氧化或被还原的速率。例如美国专利No. 5,620,579、 No. 5,653,863、 No. 6,153,069和No. 6,413,411中已经描述了生物传感器安培法的许多变化。常规安培法的缺点是在施加电位之后电流的非稳态性质。最初，电 流相对于时间的变化率非常快，然后随着分析的进行，该变化率由于基 本(underlying)扩散过程的变化性质而变慢。直到被还原的介体在电极表 面处的消耗速率等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定样品中的分析物浓度的伏特安培法，所述方法包括：　　　　向所述样品施加一脉冲序列，所述脉冲序列包括至少两个工作循环；　　　　测量所生成的电流；以及　　　　测定所述样品中的所述分析物的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍焕平，
申请(专利权)人：拜尔健康护理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]