一种判断样品布满状况的侦测方法技术

本发明专利技术系关于一种侦测方法，该方法在一电化学传感器的一第一电极及一第二电极间提供一工作电压，以得到一第一电流值及一第二电流值，其中该第一电流值及该第二电流值具有一比值，该比值即可表示一流体样品布满该第一电极表面积及该第二电极表面积的布满率，用以判断该次测试的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于一种用于判断传感器测试有效性方法，尤指一种透过一系列电流值 所取得之比值，藉以了解一待测样本于一电化学传感器之电极上之分布情形，并判断该电 化学传感器之测试有效性的方法。
技术介绍
电化学感测系统(Electrochemical Sensor Systems)目前已被广泛地应用在生 物样本分析物的分析检测上，例如检测血液中的葡萄糖浓度、胆固醇浓度等等。一般来说， 这种电化学感测系统包含一感测试片和一测量仪，特别是该感测试片被设计为单一次使 用、可抛弃式，以供民众居家生活方便使用。电化学传感器使用酵素电流方法(enzymatic amperometric methods)乃相当普 遍，此种传感器具有覆盖含酵素的试剂的电极，该试剂和分析物反应而产生一电化学电流， 并可被该电极所感测。所使用的酵素具单一性，并与待测样本中的特定分析物有良好的专 一性反应，这种专一性反应可降低其它分析物的干扰。例如测试样本中的胆固醇浓度时，可 使用含有对胆固醇具专一性之酵素的试剂，而测量血液中葡萄糖浓度时，则可使用含葡萄 糖氧化酶(glucose oxidase)的试剂。葡萄糖氧化酶不会和胆固醇作用，也不会和血液中 的其它糖类作用。一般来说，葡萄糖氧化酶对样本中的葡萄糖单一选择性可达99 %，因此这 种利用酵素方法的测量系统可产生相当精准的一测量结果。在以测量感测电流的方式来测定样品中分析物浓度之方法中，该感测电流称为柯 特雷尔电流(Cottrell current)，并可藉由以下公式得出i (t) = K. η. F. Α. C. DO. 5. t_0. 5 ；其中，i为感测电流的瞬间值；K为一常数；η为电子传递的数量；F为法拉第常数；A为工作电极的表面积；C为样本中待测分析物的浓度；D为试剂的扩散系数；t为一预设电压施加至电极后的一特定时间。一般而言，于习知的抛弃式电化学感测试片的构造与量测程序上，包含如下1. 一基体片(Base sheet)用为承载该试片的机构；2.至少有两分离的导电电极置放于该基体片上，其中第一导电电极的第一端做为 一「工作电极(Working Electrode)」，而第一导电电极的第二端做为该工作电极的一引出 端，该工作电极的引出端用于与一量表(measuring meter)做电的接触另第二导电电极 的第一端做为一「对电极(Counter Electrode)」，而第二导电电极的第二端做为一对电极 的引出端，该对电极的引出端用于与该量表做电的接触。该工作电极与该对电极于机构上配置于临近的区域，以形成一电极测试区；3. 一含酵素的化学试剂涂布于该电极测试区，用于与一待测流体的某分析物产生 一化学反应；4.由该量表施加一工作电压(Working voltage)于工作电极和对电极之间，此工 作电压大小与电压极性用于让该化学反应工作于氧化(此时施加于工作电极的工作电压 为正)或还原(此时施加于工作电极的工作电压为负)的工作状态，在此氧化(或还原) 的反应工作电压状态下，量取该化学反应的电化学电流，其即为一柯特雷尔电流(Cottrell current)；5.由该量测的电化学电流，再依照柯特雷尔电流公式(i (t)= K. η. F. Α. C. DO. 5. t_0. 5)，即可计算出该待测流体中某分析物的浓度。其中，该「工作电极」上涂布一含酵素的化学试剂，用于与待测流体中的某分析物 产生化学反应，并于化学反应过程中施加一反应的工作电压(含电压大小与电压极性)于 该电极的表面上，使该化学反应工作于氧化区(或还原区)用以量取该化学反应中的电化 学电流，此氧化区(或还原区)的电化学电流，即为柯特雷尔电流(Cottrell current)；而 该一「对电极」用于产生量取电化学电流时的相对电流回路。该反应的工作电压的选择，可由电化学中习知的循环伏安曲线 (eyeIiCVOltammograms)得知适切的氧化或还原电位，详细说明如下1.改变并循环该工作电极的电压的大小，以量取不同工作电压时的电流，会得到 一氧化波峰电流如第一图(A)的I点所示，于此氧化波峰电流时的电压大小，即为一最灵敏 的”氧化工作电压”VI，于此波峰电流点将获得最佳的”信号噪声比(S/N Ratio)”，此工作 点则具有最佳氧化反应工作电位，可获得最佳之一氧化柯特雷尔电流(Cottrell current) II，而该信号噪声比将大于或等于一。反之，若为第一图(A)之II点所示，便无法得具最佳 信号噪声比之一氧化柯特雷尔电流(Cottrell current)。2.相同的于还原曲线中的波峰电流点(参照第一图(A)的III点所示)，可获得 一最灵敏的”还原工作电压” VIII，此工作点为最佳反应工作电位，可获得具最佳信号噪声 比之一还原柯特雷尔电流(Cottrell current) 1111，而该信号噪声比亦将大于或等于一。3.由上所述选择适当电压极性与电压大小的工作电极电压，以量取待测体中某分 析物与化学试剂于氧化(或还原)时的电化学的柯特雷尔电流(Cottrell current)。由柯特雷尔电流(Cottrell current)公式可知，待测物的浓度C与感测电流i成 正比，故可以藉由量测电化学电流i(t)的大小，来计算一待测分析物的浓度C。因为该量测 电流i (t)也和工作电极的表面积A成正比，故该浓度计算公式系以工作电极的面积为固定 的前提为假设。然，工作电极表面积A更精确的定义应为「于量取该电化学电流”当时”的 工作电极表面积A是固定的」，故更进一步解释条件为「工作电极的表面积A于量测当时，需 被该待测流体所完全布满，以确保该工作电极表面积A是固定的」，若工作电极表面积A因 未被测试流体所布满，则由上述柯特雷尔电流(Cottrell current)公式所计算的该待测分 析物的浓度C会是错误的。藉此，待测物的浓度C可以被检测而得，且此浓度C与感测电流i成正比。另外， 因为感测电流也和工作电极表面积A成正比，因此对一准确的测量仪来说，感测试片中精 确定义的工作电极表面积亦为一关键因素。判断待测物体积量于电化学传感器反应区是否已足够，则为另一与准确测量待测 物浓度有关的关键因素。当已覆盖试剂之电化学传感器反应区有足够的待测物体积量时， 可根据柯特雷尔电流(Cottrell current)公式测量感测电流，藉以推算出待测物浓度；但 是当待测物体积量不足时，根据公式所得之感测电流所推算出待测物浓度将因之不正确。 因此当可精准控制工作电极表面积时，待测物体积于反应区内是否足够，则成为极重要的 关键因素之一。诸如此类的传感器和测量仪在专利文件中例如US 5，266，179，US 5，366，609或 EP12728331中被揭露。在上述文件中所揭露的测量仪操作方法大致相同。首先，插入一感测试片至测量 仪中，感测试片是否已适当插入测量仪之中，是由机械式及/或电子式的开关及/或接触来 侦测。当感测试片被适当插入后，使用者被要求提供样本，典型地为一滴血。血液样本接着 进入感测试片的一反应区，该反应区具有至少二电极，且该电极被适当的试剂所覆盖。为了侦测样本是否出现在该反应区，当感测试片适当插入时，即施加一电压至该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种判断一待测样品布满状况的侦测方法，是应用于至少具有一第一电极与一第二电极之一传感器，其特征在于，步骤包括：（ａ）提供该待测样品，使其从该第一电极流向该第二电极；（ｂ）于一第一固定时间，施加一第一反应直流电压于该第一电极与该第二电极间，使该第一电极之电位高于该第二电极之电位，并记录该第一固定时间所产生之一第一Ｃｏｔｔｒｅｌｌ电流值；（ｃ）移除该第一反应直流电压并停滞一第一期间；（ｄ）于一第二固定时间，施加一第二反应直流电压于该第一电极与该第二电极间，该第二反应直流电压之电压值与该第一反应直流电压之电压值相等，且使该第二电极之电位高于该第一电极之电位，并记录该第二固定时间所产生之一第二Ｃｏｔｔｒｅｌｌ电流值；（ｅ）移除该第二反应直流电压并停滞一第二期间；（ｆ）重复步骤（ｂ）至步骤（ｅ）至少两次，并各别累加该第一Ｃｏｔｔｒｅｌｌ电流值与该第二Ｃｏｔｔｒｅｌｌ电流值；及（ｇ）计算该累加第一Ｃｏｔｔｒｅｌｌ电流值与该累加第二Ｃｏｔｔｒｅｌｌ电流值之一比值，其中该比值反映该待测样品在该第一电极及该第二电极之该布满状况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄椿木，徐振腾，
申请(专利权)人：华广生技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]