使用两个不同的施加的电位来降低电化学传感器中的干扰的方法技术

本发明专利技术涉及降低分析物的测量中干扰化合物的影响的方法，更具体来说，涉及降低系统中干扰化合物的影响的方法，其中测试条（６００）使用两个或更多个工作电极（１２，１４）。在本发明专利技术中，给第一个工作电极（１２）施加第一个电位（Ｅ１），给第二个工作电极（１４）施加具有相同极性但是比第一个电位（Ｅ１）大的第二个电位（Ｅ２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
电化学葡萄糖测试条，例如在得自LifeScan，Inc.的OneTouchUltra全血检验试剂盒中使用的那些电化学葡萄糖测试条是设计用来测量糖尿病患者血样中的葡萄糖浓度。葡萄糖的测量是基于黄素酶—葡萄糖氧化酶对葡萄糖的特异性氧化。在此反应期间，该酶被还原了。通过与介体铁氰化物反应，该酶被再氧化，而在该过程或反应期间，铁氰化物自身被还原。这些反应总结如下。当使用在两个电极之间施加的电位来进行上述反应时，通过在电极表面的还原介体离子(亚铁氰化物)的电化学再氧化，可产生电流。因此，由于在理想环境中，在上述化学反应期间产生的亚铁氰化物的量与置于两个电极之间的样本中葡萄糖的量成正比，所以产生的电流将与样本的葡萄糖含量成正比。氧化还原介体例如铁氰化物是在氧化还原酶例如葡萄糖氧化酶与电极之间交换电子的化合物。当样本中的葡萄糖浓度增加时，形成的还原介体的量也增加，因此，在由还原介体的再氧化所生成的电流与葡萄糖浓度之间具有直接的关联。特别是，越过电界面的电子转移导致电流的流动(2摩尔电子每摩尔被氧化的葡萄糖)。因此，由于葡萄糖的引入而导致的电流称为葡萄糖电流。因为知道葡萄糖在血液中的浓度，特别是在糖尿病人的血液中的浓度可能是非常重要的，所以已经开发出了使用上述原理以能够在任何时间从平常人中取样，并且测量葡萄糖浓度的测量仪。通过测量仪来监测产生的葡萄糖电流，并且使用预先设置的算法转化成葡萄糖浓度的读数，所述算法通过简单的数学公式将电流与葡萄糖浓度联系起来。一般情况下，测量仪与一次性条带协同工作，除了酶(葡萄糖氧化酶)和介体(铁氰化物)以外，所述条带包括样本室和至少两个置于样本室内的电极。在使用时，使用者竖起他们的手指或者其它方便的部位来引起流血，并且把血样引入样本室，由此开始上述化学反应。在电化学术语中，测量仪的功能是双重的。首先，其提供极化电压(对于OneTouchUltra，大约是0.4V)，该极化电压将电界面极化，并且让电流在碳工作电极表面流动。其次，它测量在阳极(工作电极)与阴极(参比电极)之间的外电路中流动的电流。因此，测量仪可以被视为简单的电化学系统，该电化学系统以双电极模式运转，实际中也可以使用第3个、甚至是第4个电极，来帮助在测量仪中测量葡萄糖和/或进行其它功能。在大多数情况下，上面给出的公式被认为是对在测试条上进行的化学反应的充分近似，并且测量仪的读数是对血样葡萄糖浓度的足够精确的表示。然而，在一些情况下以及对于一些目的，提高测量的精确度是有利的。例如，在电极上测量的一部分电流是由于样本中存在的其它化学物质或化合物所产生的。当存在这样的另外化学物质或化合物时，它们可称为干扰化合物，并且所导致的另外的电流可称为干扰电流。电位干扰性化学物质(也就是在生理流体例如血液中发现的，在电场存在下可产生干扰电流的化合物)包括抗坏血酸盐、尿酸盐和扑热息痛(TylenolTM或Paracetamol)。在用于测量生理流体中分析物的浓度的电化学测量仪(例如葡萄糖测量仪)中，产生干扰电流的一个机制涉及通过酶(例如葡萄糖氧化酶)的还原，一种或多种干扰化合物的氧化。在这样的测量仪中，产生干扰电流的另一个机制涉及通过介体(例如铁氰化物)的还原，一种或多种干扰化合物的氧化。在这样的测量仪中，产生干扰电流的另一个机制涉及在工作电极一种或多种干扰化合物的氧化。因此，在工作电极测量的总电流是由于分析物被氧化而产生的电流和由于干扰化合物被氧化而产生的电流的叠加。干扰化合物的氧化可以是与酶、介体相互作用的结果或者可以在工作电极直接发生。一般情况下，电位干扰化合物可以在电极表面氧化和/或通过氧化还原介体而被氧化。干扰化合物在葡萄糖测量系统中的氧化引起所测量的氧化电流既与葡萄糖有关也与干扰化合物有关。因此，如果干扰化合物的浓度以与葡萄糖相同的效率氧化和/或干扰化合物浓度显著高于葡萄糖浓度，其可以影响测量的葡萄糖浓度。分析物(例如葡萄糖)与干扰化合物的共氧化在以下情况下尤其成问题干扰化合物的标准电位(即化合物被氧化时的电位)在大小上与氧化还原介体的标准电位类似，导致由于在工作电极上干扰化合物被氧化而产生的干扰电流占相当的比例。由于在工作电极上干扰化合物的氧化而产生的电流可以称为直接干扰电流。因此，降低直接干扰电流对于分析物浓度测量的影响或将该影响最小化将是有利的。以前降低或消除直接干扰电流的方法包括，设计能够防止干扰化合物到达工作电极，由此降低或消除由被消除的化合物产生的直接干扰电流。降低产生直接干扰电流的干扰化合物的影响的一个策略是将带负电荷的薄膜放置在工作电极的顶部。作为一个实例，可以将磺化氟代聚合物例如NAFIONTM放置在工作电极上面，以排斥所有带负电荷的化学物质。一般情况下，很多干扰化合物，包括抗坏血酸盐和尿酸盐带有负电荷，因此，当工作电极的表面被带负电荷的薄膜覆盖时，这些干扰化合物被排斥从而不被氧化。然而，由于某些干扰化合物例如扑热息痛不带负电荷，并且从而可以通过带负电荷的薄膜，所以使用带负电荷的薄膜将不能消除直接干扰电流。用带负电荷的薄膜覆盖工作电极的另一个缺点是，常用的氧化还原介体例如铁氰化物带负电荷，并且不能通过所述薄膜来与电极交换电子。在工作电极的上面使用带负电荷的薄膜还有一个缺点是，电位减慢了还原的介体扩散到工作电极上，由此增加了测量时间。在工作电极的上面使用带负电荷的薄膜的再一个缺点是，增加了具有带负电荷薄膜的测试条的生产复杂性和成本。可用于降低直接干扰电流的另一个策略是在工作电极顶部安放一个尺寸选择薄膜。作为一个实例，可以将100道尔顿尺寸排阻薄膜例如乙酸纤维素薄膜放置在工作电极上，以排除分子量大于100道尔顿的化合物。在这个实施方案中，将氧化还原酶例如葡萄糖氧化酶放置在尺寸排阻薄膜上。在葡萄糖和氧存在下，葡萄糖氧化酶产生过氧化氢，产生的过氧化氢的量与葡萄糖浓度成正比。应当注意，葡萄糖和大部分氧化还原介体的分子量大于100道尔顿，并且因此不能通过尺寸选择薄膜。然而，过氧化氢的分子量为34道尔顿，因此能够通过尺寸选择薄膜。一般情况下，大部分化合物的分子量大于100道尔顿，因此被排阻从而不能在电极表面被氧化。因为某些干扰化合物具有较小的分子量，因此能够通过尺寸选择薄膜，所以使用尺寸选择薄膜将不能消除直接干扰电流。在工作电极上面使用尺寸选择薄膜的另一个缺点，增加了具有尺寸选择薄膜的测试条的生产复杂性和成本。可用于降低直接干扰电流的影响的另一个策略是使用具有低氧化还原电位的氧化还原介体，例如氧化还原电位为约-300mV至+100mV(vs饱和甘汞电极)的氧化还原介体。这使得能够给工作电极施加较低的电位，从而降低了干扰化合物被工作电极氧化的速度。具有较低氧化还原电位的氧化还原介体的实例包括锇联吡啶络合物、二茂铁衍生物和醌衍生物。然而，具有较低氧化还原电位的氧化还原介体经常难以合成，较不稳定以及比较不溶。可用于降低干扰化合物的影响的另一个策略是，联合使用伪电极与工作电极。然后可将在伪电极测量的电流从在工作电极测量的电流中减去，以补偿干扰化合物的影响。如果伪电极是裸露的(也就是没有被酶或介体覆盖)，则在伪电极测量的电流将与直接干扰电流成正比，并且将在伪电极测量的电流从在工作电极测量的电流中减去将降低或消本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低电化学传感器中的干扰的方法，所述方法包括：给第一个工作电极施加第一个电位；给第二个工作电极施加第二个电位，其中所述第二个电位大于所述第一个电位的绝对值；测量在所述第一个工作电极上的第一个电流，所述第一个电流包括分 析物电流和干扰化合物电流；测量在所述第二个工作电极上的第二个电流，所述第二个电流包括分析物超电位电流和干扰化合物超电位电流，其中所述分析物超电位电流与所述分析物电流具有第一个正比关系，并且其中所述干扰化合物超电位电流与所述干扰化合物 电流具有第二个正比关系；和使用公式计算代表分析物浓度的校正电流值，所述公式是所述第一个电流、所述第二个电流、所述第一个正比关系和所述第二个正比例关系的函数。

【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：OWH达维斯，
申请(专利权)人：生命扫描苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]