用于测定生物体液中的分析物浓度的化学基质包括葡萄糖脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、烷基吩嗪季盐和／或亚硝基苯胺。将化学基质与电化学生物传感器一起使用，以在生物传感器内发生反应后测定分析物的浓度，在反应完成之时可测定浓度。本发明专利技术描述的另一个方面是使用葡萄糖脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、烷基吩嗪季盐和亚硝基苯胺的化学基质来测定分析物浓度的方法。所述方法的特征另还在于测试时间为５秒钟或更少。使用新的化学基质的方法可容易地在约６．５～约８．５的ｐＨ下，测定浓度为约２０－６００ｍｇ／ｄＬ的分析物，例如血液葡萄糖。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的分析物特异性的生物传感器本公开内容总的来讲涉及用于测定生物体液中分析物的存在和/或浓度的化学 基质和方法。更准确但并非唯一地讲，本公开内容涉及当在干扰物质存在下用电化学生物 传感器测定分析物时提高分析物特异性的化学基质和方法。本文所使用的术语“化学基质 (chemistrymatrix)，，是指含有能够与分析物反应的至少一种化学物质的物理区域。测定物质的浓度在许多领域中都十分重要，特别在其它混杂物质存在并且在各种 条件下进行测定。例如，在各种条件下以及在干扰物质存在时测量体液(例如血液)中的 葡萄糖，对有效治疗糖尿病至关重要。不能适当控制对血液葡萄糖水平可能产生严重的并 发症，包括失明和四肢循环丧失，最终可能使糖尿病患者无法使用他/她的手指、手、脚等。试验带(test strip)常用来测量试样中选定分析物的存在和/或浓度。例如，使 用多种试验带测量血液葡萄糖浓度以监测糖尿病患者的血糖水平。这些试验带包括反应室 (reaction chamber)，试剂组合物已沉积在其中。试验带的最新趋势需要更少的试样和更 快的试验分析时间。当使用可从身体较不敏感区域(例如前臂)获得的较少试样时，为患 者提供重要益处。另外，更快和更准确的测试时间提供了额外的便利，并能更好地控制患者 血糖水平。已知用于测定分析物(例如血样中的葡萄糖)浓度的若干方法。这类方法通常 属于以下两种类别之一光学方法和电化学方法。光学方法一般包括观察试剂中光谱移动 的反射光谱法或吸收光谱法。这类移动由产生颜色改变的化学反应引起，所述颜色变化表 示分析物的浓度。电化学方法一般包括表示分析物浓度的电流反应、电量反应、电位反应 和/或导电反应。参见例如Columbus的美国专利第4，233，029号、Pace的4，225，410、 Columbus 的 4，323，536,Muggli 的 4，008，448,LiIja 等人的 4，654，197,Szuminsky 等人的 5，108，564, Nankai 等人的 5，120，420, Szuminsky 等人的 5，128，015, White 的 5，243，516、 Diebold 等人的 5，437，999、Pollmann 等人的 5，288，636、Carter 等人的 5，628，890、Hill 等人的 5，682，884、Hill 等人的 5，727，548、Crismore 等人的 5，997，817、Fujiwara 等人的 6，004，441 Jriedel等人的4，919，770和Shieh的6，054，039，所述专利通过引用以其整体 并入本文。电化学方法通常在试剂存在时使用血糖仪(但不总是)测量血样的电化学反应。 所述试剂与葡萄糖反应产生血液中并不存在的电荷载体。因此，预期在规定信号存在时血 液的电化学反应主要取决于血液葡萄糖的浓度。用于电化学血糖仪的典型试剂公开于美国 专利第5，997，817,5, 122，244，和5，286，362号，所述专利通过引用以其整体并入本文。当测量体液的分析物水平时，多个误差源可得出不正确的结果。有时，传感器暴露 于其中的恶劣条件使传感器的精确度变得更差。传感器偶尔可遭遇有害条件，常常称为“试 验带腐坏(strip rotting)”或“小瓶使用不当(vial abuse) ”，这是指当传感器在贮存期 间使用不当以及暴露在不利条件下，例如过度的热、光和/或湿。这种在过度的热和/或湿 下的暴露，可导致反应时间由于酶活性丧失而减慢。在过去，这些问题通过使用具有非常快的反应时间并且与待测量的分析物有高比 活的酶来避免。在所有测试条件下，例如在各种温度和血细胞比容水平下，通过使用具有这 些特殊性质的酶，可实现具有高完成水平和同等完成水平的反应。然而，实际上，通常无法将量足够高的酶加入传感器中而又不引起传感器性能的严重丧失。另外，高比活的酶并不 总是所有分析物所需要的。例如，用于测定葡萄糖水平的这类系统仍未能满足排除例如麦 芽糖、半乳糖、木糖等干扰物作用的需要，这可能产生不准确的读数。例如，进行腹膜透析或IGG疗法的患者在他们的血液中可能遇到高水平的麦芽 糖，这可能干扰准确的血液葡萄糖读数。因此，来自麦芽糖的干扰可能是一个重要问题。举 例来说，雅培公司(AbbottLaboratories)的Freeystyle 血液葡萄糖监测系统采用葡萄 糖-染料-氧化还原酶(GlucDOR)与具有可变测试时间的电量技术结合。然而，这类系统 由于受麦芽糖干扰，在临床上仍无法接受，而且实际上，正如目前的做法一样，利用电量分 析有多个重大缺点。此外，已经尝试通过克隆新的对葡萄糖具有更大特异性的GlucDOR酶 使麦芽糖干扰作用降到最低。然而，仍未获得可行的解决办法。在又一实例中，雅培公司的PCx/TrueMeasure 系统利用电流分析与烟酰胺腺嘌 呤二核苷酸(NAD)依赖性葡萄糖脱氢酶(GDH/NAD)联用，提供基本排除了麦芽糖干扰的系 统。然而，由于血氧水平(p(^)干扰，电流分析系统可能提供不准确的读数，这是一种由包 括何处取样在内的多个因素而引起葡萄糖水平读数变化的作用。例如，根据样品是毛细血 管血、静脉血还是动脉血，血氧水平可能十分地不同。因此，为了使氧干扰降到最低，该系统 的用户在取样前必须说明血样的来源或性质。正如可理解的那样，需要用户录入有关血样 的信息可提供另外的错误源，如果用户错误录入了信息。除降低酶活性以外，当读取读数时，小瓶使用不当还可导致背景电流增加，背景电 流有时称为“空白电流”。存在多种背景电流或空白电流来源。例如，最好是在使用传感器 前，用来将电子从酶传递给电极的介体(mediator)处于氧化态。随时间推移，来自小瓶使 用不当的热和/或湿度往往使介体还原。如果在传感器使用前，介体处于还原形式，则使还 原形式的介体氧化的工作电极将产生部分电流。所得到的背景或空白电流势必偏向于介 体，这进而可导致不准确的结果。试剂中的其它杂质也可能加重背景或空白电流的问题。有研究提出使用“烧除(burn-Off)，，方法克服空白电流问题的电流传感器。在该 方法中，将两个DC信号应用于传感器。第一 DC信号，即烧除信号，是用来消耗或氧化造成 同一扩散层的空白电流的任何物质，其稍后被用来对分析物进行分析。然后，第二信号，即 分析信号，被用来对分析物的水平进行分析。烧除电位和分析电位两者具有相同的极性。 虽然这种烧除技术降低了空白或背景电流的作用，但它是以使待测分析物部分氧化(或还 原)为代价进行的，因此降低了传感器的噪声信号比。而且，这类技术未能弥补由像例如温 度和具有慢/可变反应速率的酶等因素引起的反应时间的变化。另外，用于这类传感器的 酶往往易受麦芽糖干扰。鉴于以上情况，用来测量分析物(例如葡萄糖)的生物传感器最好具有对分析物 的特异性提高的化学基质，并且能够使由氧水平波动和由干扰物质(例如麦芽糖)引起的 干扰降到最低。另外最好提供在光化学上是稳定的化学基质。本文公开的组合物、方法和装置的实施方案包括对分析物(例如葡萄糖)的特异 性提高的化学基质，所述化学基质能够使由氧水平波动和由相关物质(例如麦芽糖)引起 的干扰降到最本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测定分析物浓度的化学基质组合物，所述基质包含葡萄糖脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、５－烷基吩嗪季盐和亚硝基苯胺，其中所述基质在６．５－８．５的ｐＨ下是稳定的，并且在光化学上是稳定的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-3-27 12/0564731.一种用于测定分析物浓度的化学基质组合物，所述基质包含葡萄糖脱氢酶、烟酰胺 腺嘌呤二核苷酸、5-烷基吩嗪季盐和亚硝基苯胺，其中所述基质在6. 5-8. 5的pH下是稳定 的，并且在光化学上是稳定的。2.权利要求1的组合物，其中所述5-烷基吩嗪季盐是具有下式的化合物3.权利要求1的组合物，其中所述亚硝基苯胺为具有下式的化合物4.权利要求2的化学基质，其中R1为C2H5。5.权利要求4的化学基质，其中所述亚硝基苯胺具有下式6.权利要求5的化学基质组合物，其中Z选自-O-(CH2) 3C0H、-0- (CH2) 4C0_NHCH2CH2- (OC H2CH2) 4-C00H、-Ο- (CH2) 4-NH2、-O- (CH2)-OH、-O- (CH2) 4_0CH3、- (CH2) COOH 和-NH-COCH3。7.一种用于对分析物浓度进行分析的化学基质组合物，所述组合物包含葡萄糖脱氢 酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、亚硝基苯胺和具有下式的5-烷基吩嗪季盐8.权利要求7的化学基质，其中R1为C2H5。9.权利要求8的化学基质,其中所述亚...
【专利技术属性】
技术研发人员：CD威尔西，M戈沙尔，H韦德，
申请(专利权)人：霍夫曼拉罗奇有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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