一种降低电流式生物传感器测量偏差的方法技术

本发明专利技术提供一种测量测试样品中待测物含量的方法，其步骤包括：（ａ）组合一电流式生物传感器，该传感器至少含有一电极系统与氧化还原电子媒介物，并施加一预置电压于该电极系统；（ｂ）将一测试样品置入该传感器，并立即使该预置电压逐步降低至无法驱动该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的值；（ｃ）在足够的反应时间后，再供应一可驱动该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的第二电压于该传感器的电极系统；及（ｄ）测量该电极系统的电化学反应电流，决定该测试样品中所含该待测物的含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一降低电流式生物传感器测量偏差的方法，其特征在于将测试样品置入已预置电压至电极系统的传感器时，立即以逐步减低该预置电压的方式，在生物传感器反应前期消除主要干扰的背景电流。
技术介绍
利用电流式生物传感器测量液态测试样品中特定待测物的方法，经常使用于临床生理异常的监控，例如酵素性电流式血糖和乳酸感测法，以及非酵素性尿酸和血红素感测法。无论是酵素性或非酵素性系统，均使用电子媒介物以作为待测物氧化还原反应的电子信号传递媒介。如图1-1所示，由于测试样品中的待测物进行氧化反应，而使电子媒介物被还原(即该电子信号传递至电子媒介物)的趋势逐渐增加(13)。当经过足够的反应时间后，进一步在电极系统上供给固定电压(12)，以进行电子媒介物与电极之间的电子信号转换，亦即电化学氧化还原反应。如此，透过电化学氧化还原反应所产生的Cottrell电流与浓度关系式，即Cottrell电流与待测物浓度的正相关性，通过测量工作电极的电流，即可推知该待测物的浓度(美国专利第Re36268号)。由于电流式生物传感器的电子媒介物或是其余成分(例如具有氧化或还原当量的酵素稳定剂或界面活性剂)，在未被使用前的贮放时期，会因为环境(如光能、热能或湿气)的影响，而发生氧化或还原反应。此时若将该含有已反应成分的传感器用于测量测试样品中的待测物，其将会成为背景干扰而影响传感器电极系统的电流测量值，亦即形成偏差量。因此，使用电流式生物传感器时，必须降低或消除环境影响所造成的干扰，才能准确测量测试样品中待测物的浓度。目前常见的消除该背景噪声的方法，是在液态测试样品置入已预置电压至电极系统的传感器时，导通电极系统回路并同时消除背景干扰，以降低偏差量。图1-2与1-3分别例示两种现有技术的电压操作模式。图1-2是Medisense Inc.制的血糖仪(为电流式生物传感器)的电压操作模式，其是在液态测试样品置入已预置电压至电极系统的传感器时(10)，立即以固定电压(11)消除背景干扰，且以不断电方式再测量Cottrell电流与浓度关系。图1-3是Bayer(美国专利第5653863及5620579号)制的血糖仪(为电流式生物传感器)的电压操作模式，其是在液态测试样品置入已预置电压至电极系统的传感器时(10)，立即以固定预置电压11消除背景干扰一段时间后断电，在测试样品中待测物经过足够的反应时间后再施加一驱动电压(12)以测量Cottrell电流与浓度关系。然而，前者所采取的不断电方式，虽有降低背景电流效果，却无法累积待测物反应强度而降低信号强度，同时也增加耗电量；另一方面，后者虽然采取以固定电压消除主要背景干扰后即断电以减少耗电量的方法，却也消除待测物置入测量槽后初期，经氧化还原转换至电子媒介物的信号，亦即反应期前期的信号无法累积。从而，现有技术的操作方法中，Cottrell电流与测试样品中代测物浓度关系的精确度，仍然有待提升。本专利技术的主要目的就是提供一种改良的降低电流式生物传感器测量偏差的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种降低电流式生物传感器测量偏差的新颖方法，其步骤包括(a)组合一电流式生物传感器，该传感器至少含有一电极系统与氧化还原电子媒介物，并施加一预置电压于该电极系统；(b)将一测试样品置入该传感器，并立即使该预置电压逐步降低至无法驱动该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的值；(c)在足够的反应时间后，再供应一可驱动该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的第二电压在该传感器的电极系统；及(d)测量该电极系统的电化学反应电流，决定该测试样品中所含该待测物的含量。本专利技术所提供的测量测试样品中待测物含量的方法，其特征在于将测试样品置入已预置电压至电极系统的电流式生物传感器以导通电极系统回路的同时，立即将该预置电压逐步减低至无法驱动电化学氧化还原反应的值。本专利技术方法不仅能在反应前期消除主要干扰的背景电流，且尽可能地保存测试样品中待测物在氧化还原反应前期所反应的电子媒介物，因此反应前期电子信号得以累积。本专利技术方法不仅可扣除干扰噪声，并尽可能保持高信号值，亦即增加信号/噪声(S/N)比，使Cottrell电流与浓度关系的精确度与准确度都得以提升；此外，由于逐步减低预置电压的供应，当中断该电化学氧化还原反应以等待电子媒介物的信号累积的期间，亦可同时达到减少耗电的效果。本领域的技术人员皆知，可使用数字或模拟转换控制与电流信号撷取模块，作为控制供给至电流式生物传感器电极系统的电压，与撷取电化学氧化还原反应所产生的Cottrell电流之用。因此，本专利技术方法的逐步减低电压操作步骤可以数字或模拟方式进行，端视于所用的转换控制与电流信号撷取模块型态而定。附图说明图1-1、1-2与1-3为三种现有技术的电压操作模式。图2为本专利技术所揭示的逐步减低电压操作模式，其中图2-1是以模拟方式逐步减低电压，而图2-2是以数字方式逐步减低电压。图3显示运用本专利技术方法所测得的Cottrell电流与血糖浓度关系的分辨率改善。具体实施例方式附图标记简单说明10 待测物置入已预置电压至电极系统测量槽的时刻11 消除背景电流的固定电压12 读取Cottrell电流的固定电压13 因测试样品中待测物氧化反应进行而使电子媒介物被还原的增加趋势14 用以消除背景干扰的模拟方式的递降电压15 用以消除背景干扰的数字方式的递降电压16 待测物置入前的预置电压图2-1及2-2分别说明本专利技术方法的两种电压操作模式。图2-1所示是本专利技术采模拟方式递降电压的实施态样，首先施加一预置电压(16)于电流式生物传感器的电极系统，当液态测试样品置入传感器时(10)，立即以模拟方式逐步减低电压(14)，并同时消除背景干扰，等待测试样品中待测物经过足够的反应时间后，再施加一驱动电压(12)以量测Cottrell电流与浓度关系。图2-2的电压操作模式与图2-1相似，只是在样品置入传感器的电极系统后，改以数字方式逐步减低电压(15)。本专利技术方法在测试样品置入前施加在感应器电极系统的预置电压值与环境影响因子的干扰程度有关，其范围是本领域的技术人员所熟知的，一般介于约0.1伏特至约0.9伏特的范围内，较佳是介于0.3伏特至0.7伏特的范围内。本专利技术方法的逐步减低预置电压的步骤是历时约1至15秒，较佳是约4至10秒。测试样品的反应时间以及用于驱动该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的第二电压的大小对本专利技术并不重要，本领域的技术人员可依实际操作时所使用的测试样品及感应器类型决定，其中该第二电压可高于、等于或低于该预置电压。本专利技术方法适用于酵素型以及非酵素型电流式生物传感器。酵素型以及非酵素型电流式生物传感器的结构对本领域的技术人员而言，是显而易知的，本专利技术方法并不受限于特定型态的电流式生物传感器。一般而言，酵素型电流式生物传感器典型含有一电极系统、针对特定待测物的氧化还原酵素、氧化还原电子媒介物、载体与共轭酸碱混合组成的缓冲剂；非酵素型电流式生物传感器典型含有一电极系统、氧化还原电子媒介物与载体。其中，载体一般包含水溶性高分子聚合物并选择性含有界面活性剂，氧化还原电子媒介物一般是使用铁氰化钾。实现方式使用如台湾专利技术专利公告第416005号所实施而成的葡萄糖生物感测试片，以进一步显示本专利技术方法的进步功效。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量测试样品中待测物含量的方法，其步骤包括：（ａ）组合一电流式生物传感器，该传感器至少含有一电极系统与氧化还原电子媒介物，并施加一预置电压于该电极系统；（ｂ）将一测试样品置入该传感器，并立即使该预置电压逐步降低至无法驱动 该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的值；（ｃ）在足够的反应时间后，再供应一可驱动该电子媒介物进行电化学氧化还原反应的第二电压于该传感器的电极系统；及（ｄ）测量该电极系统的电化学反应电流，决定该测试样品中所含该待测物的含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林岳晖，黄英哲，黄锡彬，沈承禹，沈燕士，
申请(专利权)人：五鼎生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]