使用一系列自校准生物传感器确定底物实际浓度的方法以及实施该方法的设备技术

本发明专利技术涉及一种在一段时间内以稳定的方式确定介质中底物(S1)的实际浓度所在的区域，底物(S1)由可能通过催化剂经受催化氧化还原反应的任何分子组成，其特征在于，该方法包括以下步骤：(a)取至少一组每组至少两个生物传感器，每个生物传感器具有由氧化

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用一系列自校准生物传感器确定底物实际浓度的方法以及实施该方法的设备


[0001]本专利技术涉及一种使用一系列生物传感器在一段时间内以稳定的方式确定介质中可能与酶发生氧化还原反应的底物的实际浓度所在区域的方法，以及用于实施该方法的设备。

技术介绍

[0002]糖尿病是一种全球流行病，患病人数从1980年的1.08亿上升至2014年的4.22亿。如果照目前的发病趋势持续下去，糖尿病预计将成为全球第七大致死病因[1,2,3]。2016年，近12％的法国人诊断出患有糖尿病[4]。糖尿病及其并发症除了增加死亡率外，还会造成巨大的经济损失和巨大的社会保障费用(停工、治疗、住院护理......)[4]。事实上，在法国，糖尿病治疗的费用约为100亿欧元，其中80％与并发症的治疗有关。使用可靠的实时血糖测量仪可以预见和/或避免这些并发症[5]。
[0003]葡萄糖传感器的出现使患者能够管理他们的胰岛素水平，从而有助于限制糖尿病死亡率。传统的葡萄糖测试设备包括基于电化学方法的葡萄糖传感器(血糖仪)。葡萄糖生物传感器由基于导电材料的工作电极和反电极组成，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在一段时间内以稳定的方式确定介质中实际浓度所在的底物(S1)区域的方法，该底物(S1)由可能通过催化剂经受催化氧化还原反应的任何分子组成，其特征在于，该方法包括以下步骤：a)取至少一组，每组至少两个生物传感器，每个生物传感器具有由所述氧化还原反应诱导的信号的校准曲线：
‑
一组中的生物传感器具有校准曲线相同的初始部分，直到底物(S1)浓度值，称为分离浓度(SC)，该组中的其中一个生物传感器与另一个生物传感器的信号测量在分离浓度方面不同；和
‑
当存在一组以上生物传感器时，不同组中的生物传感器具有不同的校准曲线，而没有相同的初始部分；b)使所述生物传感器与所述介质接触；c)测量一个组或多个组中每个生物传感器的氧化或还原反应引起的信号；d)比较所有生物传感器产生的所有信号值，其中在存在单组生物传感器的情况下：
‑
如果所有信号值均相等，则所述底物(S1)浓度小于或等于最低SC
‑
如果所有信号值不同，则所述底物(S1)浓度高于最高SC；
‑
如果所述生物传感器的一部分生物传感器具有相同的信号值，则底物(S1)浓度小于或等于该部分生物传感器的最低SC并且大于具有次低SC的生物传感器的SC；和在存在一组以上生物传感器的情况下：
‑
如果每组中的所有信号值均相等，则所述底物(S1)浓度小于或等于所述最低SC；
‑
如果所有组的所有信号值不同，则所述底物(S1)浓度高于所述最高SC；
‑
如果一组生物传感器中的一部分生物传感器具有相同的信号值，则所述底物(S1)浓度小于或等于该部分生物传感器的最低SC并大于相关组中具有次低SC的生物传感器的SC；
‑
如果在多组生物传感器的一部分中，一组中的所有生物传感器均具有相同的信号值，而在多组生物传感器的其余部分中，一组中的所有生物传感器具有不同的信号值，则浓度小于或等于每组中具有相同信号值的该多组的该组的最低SC，且大于每组中具有不同信号值的该多组的该组的最高SC。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号是电化学信号，然后每个生物传感器包括工作电极、参比电极和反电极，由所述氧化或还原反应引起的电流在它们之间通过，所述电化学信号为底物(S1)氧化还原反应期间该电流的强度或所述电极之间的电位差。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于每个生物传感器而言，所述工作电极是碳、金或铂电极，所述参比电极是铂、金或金刚石电极，所述参比电极是氯化银电极。4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂是酶催化剂或化学催化剂，所述化学催化剂可以是非生物催化剂，尤其选自铂、铂纳米结构、铂合金纳米结构、金纳米结构和金合金纳米结构，或是分子催化剂，尤其选自卟啉
‑
金络合物和卟啉
‑
铑络合物。5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述催化剂是酶催化剂，所述介体与所述催化剂结合，所述介体特别选自二茂铁、亚铁氰化物、锇络合物、醌衍生物如萘醌、和吩噻嗪衍生物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述底物(S1)转运蛋白布置在所述一个或多个生物传感器上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，每组中的生物传感器可以在至少一个参数上有所不同，参数选自：p1：催化剂用量；p2：所述催化剂为酶催化剂的情况下，所述催化剂的米氏常数，或所述催化剂为化学催化剂的情况下，所述催化剂的饱和极限；p3：所述催化剂的介体的用量，如果存在的话，在所述催化剂是酶催化剂的情况下；或者p4:底物(S1)转运蛋白的米氏常数，如果存在的话。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物传感器(BC)标记如下：BC
11
..................BC
1i
..................BC
1n
...BC
21
..................BC
2i
..................BC
2n
...BC
j1
..................BC
ji
..................BC
jn
...BC
m1
..................BC
mi
..................BC
mn
...m和n均为整数，m为小组数，n为每组中的生物传感器的数量，所述生物传感器BC
11
至BC
1n
属于组1，所述生物传感器BC
m1
至BC
mn
属于组m，在一组中的每个生物传感器之间，从p1到p4中选择一个参数是变化的；并且在两个不同组的生物传感器之间，这些参数p1到p4中的另一个是变化的。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于：
‑
所述底物(S1)是葡萄糖；
‑
所述催化剂是选自葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶和纤维二糖脱氢酶的酶催化剂；
‑
酶催化剂介体，如果存在的话，选自二茂铁、亚铁氰化物、锇络合物、醌衍生物，醌衍生物例如萘醌、和吩噻嗪衍生物；
‑
所述底物(S1)转运蛋白，如果存在的话，是葡萄糖转运蛋白，其特别选自GLUT1、GLUT2、GLUT3、GLUT4、GLUT6、GLUT8、GLUT10和GLUT12。10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于：
‑
所述底物(S1)是乳酸；
‑
所述催化剂是选自乳酸氧化酶或乳酸脱氢酶的酶催化剂；
‑
所述酶催化剂介体，如果存在的话，选自二茂铁、亚铁氰化物、锇络合物、醌衍生物，醌衍生物例如萘醌和吩噻嗪衍生物；
‑
所述底物(S1)转运蛋白，如果存在的话，是乳酸转运蛋白，其特别选自MCT1、MCT2、MCT3、MCT4。11.一种用于实施如权利要求1至10中任一项所述的方法的设备，其特征在于，它包括至少一组，每组至少两个生物传感器，每个生物传感器具有由所述氧化还原反应诱导的信号的校准曲线：一组中的生物传感器具有校准曲线相同的初始部分，直至底物(S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜勒卡德尔，
申请(专利权)人：法国国家科学研究中心格勒诺布尔综合理工学院格勒诺布尔阿尔卑斯大学中心医院，
类型：发明
国别省市：