一种生物传感器的测量方法技术

本发明专利技术提供了一种生物传感器的测量方法，测量过程包括：向生物传感器中添加样本，并在工作电极和对电极上施加正电压，然后施加负电压，根据获得的电学数据，计算出样本中被分析物的含量。本发明专利技术可以显著提高测量的电流信号分辨率，从而提高测量的检测精度和准确性，可应用于慢性并发症等检测的电化学检测产品。应用于慢性并发症等检测的电化学检测产品。应用于慢性并发症等检测的电化学检测产品。

【技术实现步骤摘要】
一种生物传感器的测量方法


[0001]本专利技术属于电化学检测领域，具体涉及生物传感器的测量方法。

技术介绍

[0002]生物传感器的基本结构包括绝缘底板，位于绝缘底板上的电极系统，电极系统上设有反应试剂，电极系统包括工作电极和对电极，工作电极和对电极分别通过电极引线与分析仪器接脚连接，电极上设有样本通道，待测样本（如生理液体）经过样本通道与反应试剂接触，样本中的待测分析物与反应试剂反应，产生电学信号。分析仪器根据产生的电学信号，给出检测结果。
[0003]电化学法是生物传感器测量生理液体（如血液或血浆副产品）中待测分析物浓度的常用方法。待测分析物成分被允许与特定试剂反应并产生与待测分析物浓度成比例的可氧化（或还原）的物质，最终将待测分析物浓度转换成易于仪器测量的电学信号，例如电流信号或阻抗信号，且待测分析物浓度与信号大小成对应关系。例如，在肌酐电化学测量中，肌酐在肌酐酶、肌酸酶、肌氨酸氧化酶、过氧化物酶等反应酶的作用下，将肌酐浓度转换成与肌酐浓度相关电流信号值。
[0004]提高待测分析物测量分辨率是生物传感器设计和分析仪器测量系统设计需要考虑的重要因素。例如，电流信号分辨率会影响到检测的精度，因而如何提高生物传感器电流信号分辨率是生物传感器领域重要的研究内容。
[0005]提高生物传感器电信号分辨率的方法之一是调整生物传感器中的试剂配方。而当生物传感器的试剂配方确定后，若想要进一步改变电流的大小以提高电信号的分辨率，通常采用的做法是改变传感器的电极结构或增加样本通道以增大样本与试剂的反应面积。以上提到的做法都是要重新设计生物传感器，这必然会增加设计成本、延长产品开发周期。

技术实现思路

[0006]为了解决上述的问题，本专利技术提供一种新的应用于电化学生物传感器上的测量方法，通过该测量方法可以提高电化学法测量的电流信号分辨率，进而提高电化学生物传感器检测的精度。
[0007]具体的，本专利技术提供了一种测量方法，采用电化学生物传感器进行检测，电化学生物传感器包括工作电极和对电极，测量过程包括：步骤1：添加样本至生物传感器中；步骤2：信号孵育，持续时间T1秒；步骤3：在T1秒时间到达后，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，持续时间T2 秒；步骤4：根据步骤3获得的电学数据，计算出样本中被分析物的含量。
[0008]进一步的，步骤2中，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为正电压、零或负电压。
[0009]进一步的，步骤3中，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，使工作电极和对电极之间产生电压差，步骤3产生的电压差与步骤2产生的电压差相反。
[0010]步骤3产生的电压差与步骤2产生的电压差相反，是指步骤2在工作电极和对电极之间产生的电压差为正电压时，步骤3在工作电极和对电极之间产生的电压差为负电压。
[0011]进一步的，在步骤4中，根据第T2时的测量值，计算出样本中被分析物的含量。
[0012]进一步的，在步骤1还包括加样量是否足够的判断，向生物传感器中添加样本后，在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为正电压，当检测到电流变化后，判断加样量符合要求已经足够，进入步骤2。
[0013]更具体的，本专利技术提供了一种肌酐的测量方法，采用电化学生物传感器进行检测，电化学生物传感器包括工作电极和对电极，其测量过程包括：步骤1：添加样本至生物传感器中；步骤2：在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为正电压，或不施加电压；持续时间T1秒；步骤3：在T1秒时间到达后，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为负电压，持续时间T2 秒；步骤4：根据步骤3获得的电学数据，计算出样本中被分析物的含量。
[0014]进一步的，在肌酐的测量方法的步骤2中，在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极电压比对电极电压高0.4V。
[0015]更具体的，在肌酐的测量方法的步骤2中，在工作电极上施加电压为0.4V，在对电极上施加电压为0V。
[0016]进一步的，在肌酐的测量方法的步骤3中，在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极电压比对电极电压低0.4V。
[0017]更具体的，在肌酐的测量方法的步骤3中，在工作电极上施加电压0.4V，对电极施加电压为0.8V。
[0018]进一步的，在肌酐的测量方法的步骤4中，根据第T2时的测量值，计算出样本中被分析物的含量。
[0019]进一步的，在肌酐的测量方法中，还包括是否进样的判断步骤，具体的，在肌酐的测量方法的步骤1中，在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为正电压，具体的，当检测到电流变化时，说明样本已进入生物传感器的反应区内。随后，进入步骤2，分析仪器启动T1计时。
[0020]更进一步的，在肌酐的测量方法的进样判断步骤中，在工作电极上施加电压为0.4V，在对电极上施加电压为0V。
[0021]进一步的，在肌酐的测量方法中，T1时间大于或等于30S，T2时间大于或等于3S。
[0022]进一步的，用于肌酐检测的生物传感器包括检测用试剂，所述试剂包括肌酐酶、肌酸酶、肌氨酸氧化酶、过氧化物酶和还原型电子媒介体。
[0023]本专利技术在常规的加样步骤和信号测量及计算步骤之间增加了信号孵育的步骤，使本专利技术在加样步骤后，经过一定时间（T1s）的等待后，才进入常规的信号测量和结果计算的步骤。
[0024]本专利技术所述的信号孵育，可以采用在工作电极和对电极之间不施加电压的方式，
或施加电压后，工作电极和对电极之间的电压差为0；也可以采用在工作电极和对电极上施加电压，施加的电压后使工作电极和对电极上产生的电压差与信号测量阶段的电压差相反。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术的测量方法中增加了信号孵育步骤，通过等待一定时间结合增加电压的方式，在不改变生物传感器试纸配方和增加样本接触室（样本通道）的情况下，显著提高电化学法测量的电流信号分辨率，从而提高测量的精度。将本专利技术所述方法应用于肌酐、血糖、尿酸、胆固醇、甘油三酯等中间反应会产生H2O2的电化学法测量中，均能实现高分辨率的电学信号和较高的检测精度。同时也可有效降低生物传感器的研发成本。
附图说明
[0026]图1 是本专利技术测试电路示意图。
[0027]图2 是工作电极和对电极两端施加电压的波形图。
[0028]图3是用于肌酐检测的生物传感器的电极上覆盖了绝缘层，但未覆盖间隙层和覆盖层的示意图。
[0029]图4是用于肌酐检测的生物传感器的分解示意图。
[0030]图5是用于肌酐检测的生物传感器的剖面图。
[0031]图6是本专利技术测量流程图。
[0032]图7是不同孵育电压和时间下的肌酐浓度与电流信号大小关系图。
[0033]图8是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物传感器的测量方法，其特征在于，采用电化学生物传感器进行检测，电化学生物传感器包括工作电极和对电极，测量过程包括：步骤1：添加样本至生物传感器中；步骤2：信号孵育，持续时间T1秒；步骤3：在T1秒时间到达后，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，持续时间T2 秒；步骤4：根据步骤3获得的电学数据，计算出样本中被分析物的含量。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤2中，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为正电压、零或负电压。3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，步骤3中，在生物传感器的工作电极和对电极之间施加电压，使工作电极和对电极之间产生电压差，步骤3中产生的电压差与步骤2产生的电压差相反。4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在步骤4中，根据第T2时的测量值，计算出样本中被分析物的含量。5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在步骤1中，向生物传感器中添加样本后，在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极和对电极之间的电压差为正电压，当检测到电流变化后，进入步骤2。6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述被分析物为肌酐，测量过程包括：步骤1：添加样本至生物传感器中；步骤2：在生物传感器的工作电极和对电极上施加电压，使工作电极和对电极之间的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：施金良，黄勇刚，毛秋曲，张莉，孙玉龙，程艳，宋旭，
申请(专利权)人：艾康生物技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：