用于测量液体样本中的分析物浓度的方法技术

这里描述的血糖分析技术和系统解决了当迅速检测葡萄糖浓度时的血细胞比容干扰的问题。通过使用微分脉冲伏安法技术解决了该问题，其中施加短的高频电压脉冲以将扩散层维持在工作电极的试剂内，并且在峰值扩散限制电流以下的极限电压窗口（或范围）中施加脉冲。随后使用峰值以下的读数确定葡萄糖浓度。通过该技术，葡萄糖浓度可以被相对快速地确定（例如，在5秒内）并且与正被分析的液体的血细胞比容水平无关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
近来，已出现由患者自身监控各种健康条件的趋势。例如，糖尿病患者传统上每天多次监控血糖水平。由于其本质，葡萄糖监控需要所报告的葡萄糖值的高度准确性，受样本中含有的其他物质的干扰是很少的或没有。其他类型的体液测试需要相似的特征。用于测量血液或间质液中的葡萄糖水平的最常见的技术利用电化学技木。葡萄糖 的电化学检测典型地基干与分析物浓度成比例的电信号或性质的测量。电极表面上或者其直接邻近区域中发生直接或间接的氧化还原反应时生成了该信号。ー些传统的电化学技术包括电流分析、电量分析和/或阻抗测量。然而，对于这些技术存在若干缺陷。由于测量信号的扩散受控的本质，电流分析測量技术典型地需要长的测量时间并且可能易于受到来自变化的血细胞比容水平的干扰。尽管利用阻抗测量技术可以解决这些问题，但是阻抗技术典型地需要复杂的和昂贵的设备。对于家庭诊断测试设定以及其他医疗区域中的设定，设备成本总是所关心的。因此，需要该领域中的改进。
技术实现思路
ー个方面涉及ー种用于确定体液中的葡萄糖浓度的方法。通过微分脉冲伏安法分析生物传感器中的体液，并且生物传感器至少包括覆盖工作电极的试剂。仪器将短的高频电压脉冲施加到生物传感器中的体液以将扩散层维持在工作电极的试剂内，并且脉冲的电压增量式地増加。仪器基于对在峰值扩散限制电流以下的电压窗口内的脉冲的响应来确定体液的葡萄糖浓度，并且仪器输出葡萄糖浓度結果。另ー方面涉及ー种通过微分脉冲伏安法分析体液中的葡萄糖浓度的方法。在峰值扩散限制电流以下的电压窗ロ内将ー个或多个脉冲施加到体液。基于对该电压窗ロ中的脉冲的响应来确定葡萄糖浓度。又一方面涉及ー种通过将在峰值扩散限制电流以下的极限电压窗口中的ー个或多个电压脉冲施加到体液来分析如例如全血、血清、血浆、尿液等体液中的分析物浓度的方法。电压脉冲是短的以将扩散层维持在工作电极的试剂内。基于对极限电压窗口中的脉冲的响应来确定分析物浓度。潜在的分析物包括本领域技术人员公知的葡萄糖、胆固醇、甘油ニ酷、乳酸等。根据这里提供的详细描述和附图，本专利技术的另外的形式、目的、特征、方面、益处、优点和实施例将变得明显。附图说明图I是根据一个实施例的能够使用这里描述的微分脉冲伏安法技术的血糖监控系统的图不。图2示出了根据所描述的微分脉冲伏安法技术可以施加到体液样本的电压信号的示例。图3示出了另ー微分脉冲伏安法波形的示例，其示出了信号随时间的演进。图4是含有66、97、220、403、648和709 mg/dl的葡萄糖的控制溶液的微分脉冲伏安图，其中对照Ag/AgCl參考电极报告电势。图5A是含有20 mg/dl的目标葡萄糖浓度和百分之25、百分之45和百分之65的血细胞比容水平的血液的微分脉冲伏安图，其中电势对照Ag/AgCl參考电极。图5B是含有50 mg/dl的目标葡萄糖浓度和百分之25、百分之45和百分之65的血细胞比容水平的血液的微分脉冲伏安图，其中电势对照Ag/AgCl參考电极。图5C是含有100 mg/dl的目标葡萄糖浓度和百分之25、百分之45和百分之65的 血细胞比容水平的血液的微分脉冲伏安图，其中电势对照Ag/AgCl參考电极。图是含有250 mg/dl的目标葡萄糖浓度和百分之25、百分之45和百分之65的血细胞比容水平的血液的微分脉冲伏安图，其中电势对照Ag/AgCl參考电极。图5E是含有500 mg/dl的目标葡萄糖浓度和百分之25、百分之45和百分之65的血细胞比容水平的血液的微分脉冲伏安图，其中电势对照Ag/AgCl參考电极。图6A是示出在-O. 05 V处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图，其中对在三电极模式中利用同一溶液执行10次测量的结果取平均。图6B是示出在O. O V处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图，其中对在三电极模式中利用同一溶液执行10次测量的结果取平均。图7A是示出在O. I V处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图，其中对在两电极模式中利用同一溶液执行10次测量的结果取平均。图7B是示出在O. 2 V处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图，其中对在两电极模式中利用同一溶液执行10次测量的结果取平均。图8A是示出关于在两电极模式中执行的实验的、在O. 15 V处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图，其中预脉冲长度被加倍到O. 05秒。图8B是示出关于在两电极模式中执行的实验的、在O. 15 V处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图，其中预脉冲长度和脉冲长度被加倍到O. 05秒。图8C是示出关于在两电极模式中执行的实验的、在较短电势范围(O. 05至O. 25V)处的作为葡萄糖浓度的函数的电流的图。图9是在百分之25、百分之45和百分之65的血细胞比容水平使用3个校准參数，对照实际葡萄糖浓度比较预测葡萄糖浓度的图。图10是在百分之25、百分之45和百分之65的血细胞比容水平使用15个校准參数，对照实际葡萄糖浓度比较预测葡萄糖浓度的图。具体实施例方式出于促进理解本专利技术的原理的目的，现将參照附图中示出的实施例并且将使用特定的语言描述这些实施例。然而将理解，并非g在构成对本专利技术的范围的限制。本专利技术所属领域的技术人员通常将想到所描述的实施例中的任何变更和另外的修改以及如此处描述的本专利技术的原理的另外的应用。非常详细示出了本专利技术的一个实施例，然而对于相关领域的技术人员明显的是，为了清楚起见，与本专利技术无关的ー些特征可能未被示出。这里描述的体液分析技术和系统解决了当迅速检测分析物浓度时的血细胞比容干扰的问题。通过使用脉冲伏安法技术解决了该问题，其中施加短的高频电压脉冲以将扩散层维持在工作电极的试剂内，并且脉冲在创建峰值扩散限制电流的电压以下的极限电压窗ロ(或范围)内依次増加。随后使用峰值扩散限制电流以下的读数确定葡萄糖浓度。通过该技术，葡萄糖浓度可以被相对快速地确定(例如，在5秒内)并且通常与正被分析的流体的血细胞比容水平无关。尽管不是特定的，但是被理论化的是，相对短的脉冲确保了扩散层保持在试剂层中，使得通过在试剂层内部扩散的分析物生成了观测电流。因此，受红血球的干扰较小。该 技术可用于使用两电极或三电极(或更多电扱)电化学类型测试条来分析葡萄糖浓度。根据电极布置，电势窗ロ可以变化。通过在低电势处仅使用直流(DC)激励，仪器中的电子装置和其他系统可以被简化，并且可以实现短的測量时间。例如，可以在滴剂检测的5秒(或更少)内完成测试。此外，低的施加电势可以消除常见干扰物对电流响应的贡献，从而提供更准确的結果。图I中示出了如这里描述的被配置成使用微分脉冲伏安法(DPV)技术测量分析物水平的葡萄糖监控系统30的示例。系统30包括生物传感器32和仪器34，生物传感器32在所示出的示例中是测试条。如所示，测试条32附接到仪器34，并且在输出设备36上提供分析結果。生物传感器和仪器在本领域是公知的，并且为了清楚起见，下文将不对它们进行详细讨论。如前文所述，在使用传统的电化学分析技术迅速地和廉价地分析流体样本方面存在一些困难，其中所使用的血液样本具有变化的血细胞比容度。本专利技术人已发现ー种用于解决当迅速检测分析物浓度时的血细胞比容干扰的问题的独特的技术和系统。特别地，使用DPV技术，其中在峰值扩散限制电流以下的极限电压窗ロ或范围中施加短的高频电压脉冲。随后使用得到的响应信号确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G利卡，
申请(专利权)人：霍夫曼拉罗奇有限公司，
类型：发明
国别省市：