CN101354391A - 测定液体待测样品中分析物浓度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定液体待测样品中分析物浓度的方法，该方法包括提供一种适合于测定待测样品中分析物的电化学传感器。该电化学传感器的参比电极和工作电极由液体待测样品充分覆盖。在参比电极和工作电极之间施加第一电压，持续第一预定时间段，并测量电流，记录时间。在撤去或充分降低第一电压后，在参比电极和工作电极之间施加第二电压并测量电流。将待测样品中分析物的浓度确定为所测量电流的函数。计算出一个指数并将该指数与至少一个预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此偏差超过阈值时作出鉴别。根据该比较，显示误差信号或分析物浓度。

Description

测定液体待测样品中分析物浓度的方法

本申请是以下申请的分案申请：申请日2004年2月10日，申请号200410039619.X，标题“测定液体待测样品中分析物浓度的方法”。

技术领域

本发明涉及使用生物传感器的方法，更具体地说，涉及在测定液体待测样品中分析物浓度时检测由未完全充满的电化学传感器引起的偏差的方法。

背景技术

定量测定体液中的分析物对于某些生理异常状态的诊断和维修是很重要的。例如，对于某些个体应当监测乳酸、胆固醇和胆红素。尤其是，对那些必须经常检查体液中葡萄糖水平以便控制其饮食中葡萄糖摄入量的糖尿病患者，检测体液中的葡萄糖是重要的。虽然本文公开内容的其他部分将以测定葡萄糖为目标，但可以理解，当选择适当的酶，本发明的方法可用于测定其他分析物。

过去已经存在许多使用生物传感器(例如，生化传感器)测定液体样品中特定成分(分析物)含量的方法。这些传感器(包括电化学传感器)的某些例子在美国专利5,120,420、5,264,103、5,620,579和美国专利公告20010042683中已有披露。

当存在不足量的液体样品时，在使用电化学传感器的现有方法可能产生一些缺陷。当电化学传感器的参比电极和工作电极未完全被液体样品覆盖，导致不完全电流跨过电极这些缺陷就会发生。由于被电化学传感器检测的分析物(如葡萄糖)的含量直接与流过检测计的电流成比例，因此不能完全覆盖电化学传感器的电极会导致血样分析物(如葡萄糖浓度)的偏差。

需要提供一种方法，检测什么时候存在不足量的液体样品并将这样的状况作为误差告知使用者。由于不充足的样品将使电化学传感器中的化学物质完全再水合，因此也需要提供一种方法检测电化学传感器的异常再水合过程。还需要提供一种方法即使当电化学传感器的电极被充分覆盖时，检测存在不足量的液体样品。如果由于例如在未完全充满的传感器中溶液流动或异常再水合动力学，导致分析物浓度的偏差超过了预定阈值，那么还需要将这种状况作为误差报告使用者。

发明内容

根据测定液体待测样品中分析物浓度的一种方法，提供了一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器。这种电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极。该电化学传感器的参比电极和工作电极由液体待测样品充分覆盖。在参比电极和工作电极之间施加第一电压，持续第一预定时间段。在第一预定时间段中的多个时间点，测量参比电极和工作电极之间的电流。记录在第一预定时间段中的测量时间。除去或充分降低参比电极和工作电极之间的第一电压，持续第二预定时间段。在参比电极和工作电极之间施加第二电压，持续第三预定时间段。在第三预定时间段中至少测定一次参比电极和工作电极之间的电流。

液体待测样品中分析物的浓度被确定为所测量电流的函数。用下述至少两个数据可计算一个指数：第一预定时间段测量的电流和记录的时间，以及第三预定时间段测量的电流。将该指数与至少一个同液体待测样品中所测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此偏差超过预定阈值时作出鉴别。根据该指数与至少一个预定参数之间的比较，显示误差信号或分析物浓度。

根据测定液体待测样品中分析物浓度的另一种方法，提供了一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器。该电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极。这种电化学传感器的参比电极和工作电极由液体待测样品充分覆盖。在参比电极和工作电极之间施加第一电压，持续第一预定时间段。在第一预定时间段内多个时间点，测量参比电极和工作电极之间的电流。记录第一预定时间段内的测量时间。除去或充分降低参比电极和工作电极之间的第一电压，持续第二预定时间段。在参比电极和工作电极之间施加第二电压，持续第三预定时间段。在第三预定时间段至少测量一次参比电极和工作电极之间的电流。

液体待测样品中分析物的浓度被确定为所测量电流的函数。通过解如下方程可计算指数(I)：

I＝(I_rt/I_bmax)*T_bmax

此处

I_rt＝第三预定时间段内的电流最后测量值，

I_bmax＝第一预定时间段内所测量的最大电流，和

T_bmax＝第一预定时间段内测得最大电流的时间。

将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此候偏差超过预定阈值时作出鉴别。根据该指数与至少一个预定参数之间的比较，显示出误差信号或分析物浓度。

根据测定液体待测样品中分析物浓度的另一种方法，提供了一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器。该电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极。这种电化学传感器的参比电极和工作电极由液体待测样品充分覆盖。在参比电极和工作电极之间施加第一电压，持续第一预定时间段。在第一预定时间段内的多个时间点，测量参比电极和工作电极之间的电流。记录第一预定时间段内的测量时间。除去或充分降低参比电极和工作电极之间的第一电压，持续第二预定时间段。在参比电极和工作电极之间施加第二电压，持续第三预定时间段。在第三预定时间段至少测量一次参比电极和工作电极之间的电流。

液体待测样品中分析物的浓度被确定为所测量电流的函数。用第一预定时间段所测量的电流和所记录的时间，以及第三预定时间段所测量的电流可计算一个指数。将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此偏差超过预定阈值时作出鉴别。根据该指数与至少一个预定参数之间的比较，显示出误差信号或分析物浓度。

根据测定液体待测样品中分析物浓度的又一方法，提供了一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器。该电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极。这种电化学传感器的参比电极和工作电极由液体待测样品充分覆盖。在参比电极和工作电极之间施加电压，持续预定时间段。在该预定时间段内的多个时间点，测量参比电极和工作电极之间的电流。记录在该预定时间段内的多个测量时间。液体待测样品中分析物的浓度被确定为所测量电流的函数。用该预定时间段的至少一个选择的测量电流和所记录的时间来计算一个指数。将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便发现在如果存在偏差，当此偏差超过预定阈值时作出鉴别。根据该指数与至少一个预定参数之间的比较，显示出误差信号或分析物浓度。

附图简述

图1是根据可用于本发明一种方法的一个实施方案的电化学传感器的分解图；

图2是传感器基板和那些被直接放到传感器基板上图1中的的部件；

图3是流程图，描述了根据本发明一种方法测定液体待测样品中分析物浓度的步骤顺序；和

图4是流程图，描述了根据本发明一种方法确定一个指数并向使用者报告未充满状态的步骤顺序。

虽然本发明易受各种修改形式和选择性形式的影响，但是其特定实施方案已通过附图示例显示并将在此作详细描述。但是应理解，这不是将本发明限定在所披露的特定形式，相反地而是使本发明覆盖所有修改形式、等同形式和可供选择的形式，使它们包括在本发明通过所附权利要求限定的主旨和范围内。

说明性实施方案的详细描述

本发明涉及使用生物传感器的方法，更具体地说，涉及在测定分析物浓度时检测由未完全充满的生物传感器(即未充满状态)而引起的偏差的方法。通过检测例如由样品在未充满的生物传感器中运动引起的高偏差分析结果，可以改进生物传感器的性能。另几种异常状态包括不充足的样品不能完全溶解传感器的化学物质。通过将这种结果作为未充满误差报告给使用者，来改进生物传感器的性能。当未充满传感器的一个电极不与液体待测样品接触时，产生一种未充满误差，理想的是能够检测并报告这种误差。这种状态的一个例子是，当液体待测样品足以在工作电极和参比电极之间形成接触但不足以完全充满毛细管(例如大约3.5μL)时。当血液沿毛细管上升时，此时由于破坏了弯液面和毛细作用而使传感器脱离了全血样品，而产生了偏差。关于最终葡萄糖读数的偏差大小，取决于传感器毛细管中的血液体积的百分数和传感器脱离样品滴的时间。

如上所述，待测分析物可以是全血样品中的葡萄糖。可以使用安培计监测系统来测定液体待测样品(如全血样品)的分析物(如葡萄糖)浓度。

电化学传感器

为了测定全血样品中的葡萄糖浓度，根据一个实施方案提供了一种电化学传感器。重要的是电化学传感器能提供可靠的并可再现的测定结果。根据一个实施方案，本发明中的电化学传感器可以是在2001年11月22日公开的美国专利申请20010042683中所描述的传感器，该专利名称为“电化学传感器设计”，此申请被全部引入作为参考。

图1展示了在公开号为20010042683的美国专利申请中所述的电化学传感器的一个示例。参照图1，传感器34包括：绝缘基板36，在其上依次印着(通常利用网板印刷术)电导体结构38、电极结构(部分39和40)、绝缘(电介质)结构42，和反应层44。电化学传感器的基板提供了液体待测样品的流动通道。在图2中显示了该传感器基板，其中基板上的所有部件表述在同一平面上。

反应层44的作用是依据所产生的电流、将液体待测样品中的葡萄糖或另一分析物按化学计量转化为通过电极结构成为可电化学测定的化学物质。反应层44一般含有生物敏感材料或试剂材料(如酶)以及电子受体。具体地说，反应层44包括与分析物反应在电极结构上产生可移动电子的酶，以及将可移动电子运送到工作电极表面的电子受体(例如氰铁酸盐)。电子受体可认为是一种介体，在响应分析物和酶之间的反应过程中此介体被还原。反应层中的酶可与亲水聚合物(例如聚环氧乙烷)组合。可用于与葡萄糖反应的酶为葡萄糖氧化酶。可以考虑使用其他酶，例如葡萄糖脱氢酶。

电极结构的两部分39、40分别提供了电化学测定分析物所必需的工作电极和参比电极。工作电极通常包含与分析物反应的酶。工作电极和参比电极可以如此设置：即，使参比电极的主要部分位于工作电极39a无遮蔽部分的下游(根据液体沿流动通道流动的方向)。在已发现了未被检到的部分充满的一切情况下，该结构允许待测液体样品完全覆盖工作电极的无遮蔽部分。

然而，参比电极子元件40a位于工作电极上部元件39a的上游，以便在完全覆盖工作电极的不充足量待测液体样品(如全血样品)进入毛细管空间时，由于全血样品的导电性，在参比电极子元件40a和工作电极的无遮蔽部分39a之间可形成电连接。但是有效接触全血样品的参比电极面积是如此小，以至于仅有很弱的电流可在电极之间通过，然后再通过电流检测器。通过给电流检测器编程，以便在所接收的信号低于某个预定水平时给出误差信号，由此该传感器装置通知使用者：不充足的血样已进入该传感器腔体应该进行另一个试验。虽然电极的具体尺寸不是严格限定的，但是通常参比电极子元件40a的面积比工作电极的面积小大约10％，更具体地说，比工作电极的面积小大约6％。考虑到网板印刷术工艺的限制，该部件应做得尽可能小。

也考虑到反应层44可脱离与参比电极子元件40a的接触。通过产生不在参比电极子元件40b上喷印墨剂的掩蔽物可实现此目的。这样起到了使子部件急需试剂的目的，因而不允许它作为适当的参比电极，以致在待测液体样品不能与参比电极40的大部分区域接触时达到误差状态。虽然将子元件40a被描绘为与参比电极物理地连接，并因此作为它的一部分，但这样的物理连接不是严格的。如果它有自己的连接器并且传感器配置有与检测器的第三触点，这样的子元件可以不与参比电极的其余部分物理连接。

工作电极和参比电极包括电极涂层。一般大约为14μ(0.00055″)厚度的电极涂层通常包含电化学活性炭。导体涂层的成分可以是碳和银的混合物，选择这样的混合物是为了在电极和测量计之间提供低化学阻抗路径，用这些路径通过在传感器的鱼尾槽端46与导体结构接触，电极和测量计实现了可操作连接。虽然碳是优选的，但是参比电极可以由Ag/AgCl构成。为了提高测量计读数的再现性，电介质结构使电极与液体待测样品隔离，除了靠近电极结构的中心43的限定区域之外。因为所测量的电流取决于分析物浓度和暴露于含分析物的待测样品中的反应层面积，所以在这种类型的电化学测定中，限定区域是重要的。

典型的电介质层42包括大约10μ(0.0004″)厚度的经紫外线处理的酰化聚甲烷。盖板或遮盖层46适合与基板配合形成容纳待测液体样品的空间，在其中安置了参比电极和工作电极。盖板46设置有凹形空间48，通常是通过使可变形材料平板凸出而形成。将盖板48穿孔以提供排空气孔50，并以密封操作将盖板与基板36连接。可通过声波熔合将盖板和基板封在一起，在此过程中首先使基板36和盖板46对齐，然后在振动热封构件或角状物与固定狭口之间将它们压在一起。成形为角状物，以致仅与盖板的平面未凸出区接触。从一种晶体或其他转换器发出的超声能量用于激发此金属角状物中的振动。这种机械能作为使热塑性材料连接在一起的聚合接合处中的热量而耗散掉。凸出的盖板和基板可通过在盖板的下面使用粘性材料进行连接。连接盖板和基板的方法在美国专利5798031中有更充分的描述，在此作为参考整体引用。

用于绝缘基板36的适宜材料包括聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、体积稳定的乙烯和丙烯酸聚合物以及聚合物的混合物诸如聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯和金属箔结构(例如尼龙/铝/聚氯乙烯叠片)。盖板通常由可变形的聚合物薄板状材料制成，如聚碳酸酯，或可模压级的聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙二醇修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯或金属箔组份(如铝箔结构)。电介质层由可通过紫外光或湿气塑形的酰化聚氨基甲酸酯或者可热塑形的乙烯基聚合物制成。

可考虑到在本发明中使用其他电化学传感器。能用于测定葡萄糖浓度的传感器示例是用于Bayer公司的Glucometer

和

系统中的传感器。有关这样的电化学传感器的更详细描述可见美国专利5,120,420和5,320,732，它们在此被整体引入作为参考。可从Matsushita Electric Industrial公司购置一种或多种电化学传感器。另一电化学传感器披露于美国专利5,798,031中，其整体被引入作为参考。可用于安培监控系统的电化学传感器的另一示例披露于美国专利5,429,735中。还可考虑将其他生物传感器用于本发明。

将电化学传感器放置在血糖传感器分配仪中，使此仪器适合于在其中已装配的包括多个传感器或试验部件的传感器包。每个传感器都适合于从传感器包中取出。装配在传感器分配仪中的传感器包的一示例披露于美国专利5,660,791中。可考虑将电化学传感器储存在其他器件如瓶状容器中。

本发明的方法

本发明测定液体待测样品中分析物浓度的方法包括使用上述一种电化学传感器(如传感器34)。该电化学传感器包括一个参比电极和一个工作电极。可考虑使用其他电化学传感器而不使用与图1和图2有关的所述传感器。

参照图3，步骤110，在参比电极和工作电极之间施加第一电压。在步骤120，加入含有分析物的液体待测样品，使其接触电化学传感器。在参比电极和工作电极之间施加第一电压持续第一预定时间段。第一电压一般为大约100-600mV，更典型的为大约300-500mV。

在步骤130期间，在第一预定时间段内，以多个时间间隔测量参比电极和工作电极之间的电流，并记录测定时间。第一预定时间段一般为大约2-30秒，更典型的为大约5-15秒。以持续时间可改变的有规律间隔测量第一预定时间段内的电流。例如，一般在第一预定时间段内以大约0.1-3秒的有规律间隔测定电流，更典型的是大约0.2-0.5秒。在测量电流期间，记录该测量时间。第一预定时间段称为“消散”期。

在步骤140，除去或充分降低参比电极和工作电极之间的第一电压。持续第二预定时间段第二预定时间段一般为大约2-20秒，更典型的为大约5-15秒。第二预定时间段称为“等待”或“孵育”期。

在步骤150，在参比电极和工作电极之间施加第二电势持续第三预定时间段。第二电压一般为大约100-600mV，更典型的为大约300-500mV。步骤160中，在第三预定时间段中测定是参比电极和工作电极之间的电流。第三预定时间段一般为大约2-30秒，更典型的为大约5-15秒。以持续时间可改变的有规律间隔测量第三预定时间段内的电流。例如，一般以大约0.1-3秒的有规律间隔测定电流，更典型的是大约0.2-0.5秒。第三预定时间段称为“读数”期。根据另一种方法，可以删除第二和第三预定时间段。

根据一种方法，在步骤170中，液体待测样品中分析物浓度是作为第三预定时间段中所测电流的函数被测定。然而，也可考虑将分析物浓度作为第一预定时间段内所测电流的函数来测定。

当电化学传感器的电极未被待测液体样品充分覆盖时，为了有助于确定是否存在未充满状态，可将分析物浓度与至少一个系数比较，例如与k系数和/或读数-耗散比率相比较。是如此构造电化学传感器，以致即使在未充满状况，其结果与电中性响应相对比而被肯定，即检测器不能给出任何信号。这样，例如当进入毛细管空间的待测液体样品的量，足以覆盖参比电极子元件40a或40b和位于参比电极40主体部分上游的那部分工作电极39a时，检测器将感应到电流，但该电流弱于工作电极和参比电极完全或充分被待测液体样品覆盖时的电流。可使检测器与读数装置连接，以便在未充满状况发生时对使用者显示误差信号。

提供了随时间感应电流某些特性的方法，该方式与绝对电流水平一起使用以便确定是否已发生误差状况。这可通过给测量计进行算法编程而实现，以便在待测液体已将参比电极的子元件与工作电极相互电连接后，通过在确定时间段测量电流而检测未充满状况。用两次测量的电流比率来确定传感器是否已适当地充满。例如，当给电路施加驱动电压后，在5秒和10秒处测定电流，将这两个电流转换为比率。用该比率和10秒处的电流读数来确定传感器的毛细管空间是否已适当充满。

按如下进行样品计算：根据一种方法，在测试顺序中作三次电流测定：(a)在被称为“耗散”期的起始期结束时，在该期间已在第一预定时间段施加驱动电压，(如10秒，表示为I_b10)；(b)当在第三预定时间间隔内或“读数”期内施加电压并被测量时，例如在5秒(I_r5)；和(c)在被称为“读数”期的第三预定时间段结束时(如10秒)，表示为I_r10。可考虑使这些时间段与上述示例时间不同。根据这三个电流测定值可确定两个参数。用这两个参数中的至少一个来确定传感器毛细管空间是否已适当充满。第一参数是衰变系数k，该系数表述电流时间过程的形状。第二参数是一种比率，其它描述读数期间电流水平衰减率特征。

衰变系数k定义为：

K＝ln(I_r5)-ln(I_r10)/(ln(10)-ln(5))   方程A

读数-耗散比率R/B定义为：

R/B＝I_r10/I_b10    方程B

使用这两个参数表述未充满状况标准的一个示例是如下：

(1)如果k＜0.227或k＞0.497；或者

(2)如果R/B＜0.263或R/B＞1.263

考虑到在确定是否存在未充满状况时，对于衰减系数k和读数-消散率R/B，该标准的数字可能变化。未充满传感器产生了以下三种电流测量值：

在未充满状况下使用这些参数的示例如下：

I_b10＝505.1nA，I_r5＝656.5nA，和I_r10＝561.8nA

由这些电流测量值可计算出衰减系数和读数-消散率：

衰减系数

$k=\frac{\ln \left(I_{r5}\right)-\ln \left(I_{r10}\right)}{\ln \left(10\right)-\ln \left(5\right)}=\frac{\ln \left(656.5\right)-\ln \left(561.8\right)}{\ln \left(10\right)-\ln \left(5\right)}=0.22$

读数-衰减率

R/B＝I_r10/I_b10＝561.8/505.1＝1.11

这两个参数被用于检测以下的误差状况：

●在该葡萄糖回读水平k＜0.227或k＞0.497，由于k＝0.22＜0.227，为真；

●在该葡萄糖回读水平R/B＜0.263或R/B＞1.263，由于R/B＝1.11＞0.263并且＜1.263，为假。

当电化学传感器的电极未被待测液体样品充分覆盖时，通过设置一种在万一未充满状况时给出正(与中性相反)响应的装置，使用者将意识到该试验的异常终止功能是由于进入毛细管空间的血太少，而不是由于某些其他导致反常结果的故障。当未充满传感器的参比电极不与血样接触时，这种比较十分有效。当全血样品少于大约2.5μL或2.0μL时，通常参比电极(全血样品不运动时)不与DEX系统中的血液样品接触。

为了增进对某些未充满状况的检测(如在全血样品处于移动的状态，以至使传感器毛细管未完全充满但全血样品与参比电极接触)，在本发明计算了一个指数。在步骤190中，根据一种方法，通过使用以下数值中的至少两个计算出一个指数：在第一预定时间段中一次测量的电流和记录的时间，以及第三时间段的至少一次测量的电流。

可用于本发明的指数的一个示例通过解方程C而得出，该方程C使用所有的三个变量：

方程C：  Index(I)＝(I_rt/I_bmax)*T_bmax

此处

I_rt＝第一或第三预定时间段测量的电流(如在第三预定时间段中的最后一次电流测量值)，

I_bmax＝在第一预定时间段所测量的最大电流，和

T_bmax＝在第一预定时间段测量出最大电流时的时间。

考虑在本发明可使用少于上述三个变量的其它方程来确定一个指数。例如，可以用这些变量(第一预定时间段测量的电流和记录的时间，以及第三预定时间段测量的电流)中的两个来确定一个适当的指数。这样的一个示例是通过使用第一预定时间段的测量电流和所记录时间的斜率来确定一个适当的指数。按另一种方式，可考虑用以下二种斜率产生其他的指数(a)第一预定时间段的测量电流和第三预定时间段的测量电流的斜率，或(b)第一预定时间段的记录时间和第三预定时间段的测量电流的斜率。

在步骤200，将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便当偏差超过了从步骤180所获得的预定阈值时作出鉴别。预定的参数通常被存储在测量计中。

依据该指数是否在至少一个预定参数的范围内，显示误差信息(步骤210)或者显示分析物浓度(步骤220)。根据一种方法，当该指数不在至少一个预定参数的范围内时显示误差信号，当该指数在至少一个预定参数的范围内时显示分析物浓度。或者，当该指数在至少一个预定参数范围内时显示误差信号，当该指数不在至少一个预定参数的范围内时显示分析物浓度。

图4显示了确定一个指数并将它与预定参数相比较的示例。使用I_rt＝从步骤300获得的第三预定时间段内最后的电流测量值、I_bmax＝从步骤3 10获得的第一预定时间段内所测量的最高电流，和T_bmax＝从步骤320在第一预定时间段内测量出最大电流时的时间，在步骤330计算如上述方程C所述的指数。

在步骤350中，将从步骤330所得的指数与从步骤340所得的预定参数相比较。在该示例中，预定参数为1.5。还应考虑预定参数可能不同于步骤340中所示的。预定参数与葡萄糖浓度水平有关。如果该指数大于测定参数1.5，那么在步骤360出现误差显示。如果该指数小于或等于1.5，那么在步骤370将计算出分析物浓度并将它报告给使用者。

可以在一次性自测系统中实施测定分析物浓度(如葡萄糖浓度)的方法。一次性自测系统经常被终端消费者使用，尤其是那些糖尿病患者。或者，可以在临床分析仪上实施测定分析物浓度(如葡萄糖浓度)的方法。临床分析仪常常被医院或诊所使用。

传感器的测试端适合于放置成为与待测液体样品(如全血样品)相接触。可通过刺穿装置如微放血器(microlet)来产生全血样品。通过刺破人的手指，刺穿装置可获得血液。根据一种方法，通过以下步骤可制备用于测试的全血样品(a)从包装中取出电化学传感器，(b)将电化学传感器放入葡萄糖浓度测定仪中，(c)产生全血样品，和(d)使传感器与全血样品接触，其中血液一般通过毛细作用被吸入传感器中。

根据一种方法，全血样品通过进样口被导入其空间中。通过全血样品的流入，气体经排气口从其空间排出。据信全血样品中的葡萄糖可与酶反应(例如携带在电极上的葡萄糖氧化酶，反应后产生葡萄糖酸)。在电极之间施加电压(如600mV)，并以阳极方向极化测量电极。通过以阳极方向施加电压，得到产生过氧化氢的氧化电流。电流水平对应于全血样品中的葡萄糖浓度。

实施例

以下进行几个试验来显示使用未充满试验传感器测定全血样品葡萄糖浓度的效果(参见表1)。还在适当充满状况下用全血样品进行几个试验(参见表2)。

表1的测试过程

在测试中以不同的溶液流动对3μL全血样品测定15次。换言之，一些样品稍稍移动，而另一些很大程度地移动。全血样品取自同一供体，这样就具有大致一样的葡萄糖浓度。

用下面的步骤来进行测试。首先，在电化学传感器的工作电极和参比电极之间施加400mV的正电压。所使用的电化学传感器来自Bayer公司的Glucometer

系统。加入3μL全血并使之与电化学传感器接触。在“耗散”时段每0.3秒钟测量一次工作电极和参比电极之间的电流，持续10秒钟。此电流称为耗散电流。并记录对应于耗散电流测量值的各自的时间。撤去工作电极和参比电极之间的电压，导致出现10秒时间的开路。这个时间段称为“等待”或“孵育”期。在电化学传感器的工作电极和参比电极之间再次施加400mV的正电压。在“读数”时段每0.3秒钟测量一次工作电极和参比电极之间的电流，持续10秒钟。这个电流称为读数电流。读数电流用于确定全血样品的葡萄糖浓度。

然后将此葡萄糖计算结果与预定参数k系数和读数-耗散比率相比较，以便确定血样量是否不充足。以上述相同的方式，按本申请中方程式A和B计算这些比率。

如上述按方程C计算指数，然后与预定指数1.5比较。如果指数大于1.5，则显示误差。如果指数小于或等于1.5，则报告分析物浓度。测试结果显示在下面的表1中。

作为100％充满状况的示例，来自10μL样品的％偏差是按如下方程D计算：

方程D：  (葡萄糖_{任何未充满体积}-葡萄糖_10μL)/葡萄糖_10μL*100

10μL样品用于确保传感器100％被充满。

表1

平行测定No	Tbmax(秒)	Ibmax(nA)	Ir10(nA)	指数	％偏差	误差输出(是/否)
							1	0.3	4230	1407	0.10	1.74	否
2	0.3	6561	1321	0.06	-4.48	否
							3	5.7	5771	1472	1.45	6.44	否
4	7.8	4105	1552	2.95	12.22	是
							5	2.1	3809	1406	0.78	1.66	否
6	0.9	5078	1410	0.25	1.95	否
							7	1.8	14115	1441	0.18	4.95	否
8	1.5	11557	1444	0.19	5.17	否
							9	8.4	4452	1579	2.98	15.00	是
10	2.7	8631	1477	0.46	7.57	否
							11	1.5	11364	1434	0.19	4.44	否
12	0.9	5210	1360	0.23	-0.95	否
							13	2.4	9261	1451	0.38	5.68	否
14	1.8	11665	1403	0.22	2.18	否
							15	5.7	5627	1511	1.53	10.05	是

如从上述表1中所观察到的，重复的测试Nos.4、9和15的指数大于1.5，因此对使用者给出误差信号。另一方面，重复的测试Nos.1-3、5-8和10-14的指数没有大于1.5，则不对使用者显示误差信号。该试验显示当传感器未完全充满(如以3μL全血样品)时，会发生不可接受的高偏差结果。不依赖于指数和得到的误差信号，当重复测试Nos.4、9和15具有大于10％的％误差时，这一点可被证实。在这些实施例中，在确定是否存在未充满状况时，由于参比电极和工作电极由3μL全血样品完全覆盖，衰减系数k、读数-耗散率R/B将在他们正常的范围内。换言之，使用k和/或R/B本没有检测出高偏差结果。

表2的测试过程

10μL全血样品测定15次在加样过程没有任何溶液流动。全血样品取自同一供体，这样就具有大致相同的葡萄糖浓度。测试过程与前面所述的表1的测试过程相同。

表2

平行测定No	Tbmax(秒)	Ibmax	Ir10	指数	％偏差	误差输出(是/否)
							1	2.1	4133	1401	0.71	130	否
2	2.7	3402	1398	1.11	1.08	否
							3	1.2	3878	1291	0.40	-6.65	否
4	2.1	4017	1441	0.75	4.19	否
							5	1.8	4041	1409	0.63	1.88	否
6	2.4	3686	1360	0.89	-1.66	否
							7	1.5	4313	1423	0.49	3.64	否
8	1.5	4860	1318	0.41	-4.01	否
							9	1.2	4915	1392	0.34	1.38	否
10	1.5	4546	1389	0.46	1.17	否
							11	1.8	4285	1390	0.58	1.24	否
12	1.5	4638	1324	0.43	-3.57	否

如在上述表2中可观察到，重复测试Nos.1-15没有大于1.5的指数，因此没有对使用者给出误差信号。这表明使用计算的指数和1.5预定的参数，没有溶液移动的完全充满的全血样品不对使用者给出误差信号。

虽然已经描述和阐明了本发明的特定实施方案和应用，但是应理解本发明不受此处所披露的精确结构和组成的限制，并且从前面的描述很明显看出，各种修改、改变和变化形式并未超出有所附权利要求限定的本发明的要旨和范围。

Claims (26)

1.一种测定液体待测样品中分析物浓度的方法，包括：

提供一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器，该电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极；

使电化学传感器的参比电极和工作电极与液体待测样品接触；

在参比电极和工作电极之间施加电压，持续预定时间段；

在预定时间段中的多个时间点测量参比电极和工作电极之间的电流，以确定最大电流以及产生最大电流的时间；

至少测量一次另外的参比电极和工作电极之间的电流，以确定液体待测样品中的分析物浓度；

使用所述最大电流、所述最大电流的时间以及所述至少一个另外的测量的电流计算一个指数；

将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此偏差超过预定阈值时作出鉴别；和

根据此指数与至少一个预定参数之间的比较，显示出误差信号或分析物浓度。

2.权利要求1的方法，其中所述分析物是葡萄糖，液体待测样品是全血样品。

3.权利要求2的方法，其中使用安培计监测系统测定全血样品中的葡萄糖浓度。

4.权利要求1的方法，其中所述电化学传感器包括：基板，该基板设置有液体待测样品的流动通道，在其表面有与电流检测仪电连接的参比电极和工作电极；至少在工作电极的表面上的反应层，它包含与液体待测样品中分析物反应的酶；以及适于与基板配合的盖板，形成了接纳液体待测样品并在其中放置参比电极和工作电极的空间。

5.权利要求4的方法，其中所述反应层的酶与亲水聚合物组合。

6.权利要求4的方法，其中所述酶为葡萄糖氧化酶。

7.权利要求1的方法，其中所述电化学传感器包括酶和酶中的介体，所述介体是氰铁酸盐并在响应分析物和酶之间的反应过程中被还原。

8.权利要求1的方法，其中预定时间段为2-30秒。

9.权利要求8的方法，其中预定时间段为5-15秒。

10.权利要求8的方法，其中在预定时间段内，以0.1-3秒的有规律间隔测量电流。

11.权利要求10的方法，其中以0.2-0.5秒的有规律间隔测量电流。

12.权利要求1的方法，其中指数(I)通过解如下方程来计算：

I＝(I_rt/I_bmax)*T_bmax

此处

I_rt＝所述至少一个另外的测量的电流，

I_bmax＝预定时间段内所测量的最大电流，和

T_bmax＝预定时间段内测得最大电流的时间。

13.权利要求1的方法，进一步包括：将所测定的分析物浓度与k系数和读数-耗散比率中的至少一个相比较，以帮助确定是否存在未充满状况。

14.权利要求1的方法，其中当指数不在至少一个预定参数范围内时，显示误差信号。

15.权利要求1的方法，其中将液体待测样品中分析物的浓度确定为所述至少一个另外的测量的电流的函数。

16.权利要求1的方法，其中在一次性自测系统中实施该测定液体待测样品中分析物浓度的方法。

17.权利要求1的方法，其中在临床分析仪中实施该测定液体待测样品中分析物浓度的方法。

18.权利要求1的方法，其中：

提供一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器，该电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极；

以液体待测样品充分覆盖电化学传感器的参比电极和工作电极；

在参比电极和工作电极之间施加第一电压，持续第一预定时间段；

在第一预定时间段中的多个时间点测量参比电极和工作电极之间的电流；

记录在第一预定时间段中至少一次测量的时间；

除去或充分降低参比电极和工作电极之间的第一电压，持续第二预定时间段；

在参比电极和工作电极之间施加第二电压，持续第三预定时间段；

在第三预定时间段中至少测量一次参比电极和工作电极之间的电流；

将液体待测样品中分析物的浓度确定为所测量电流的函数；

通过解如下方程来计算指数(I)：

I＝(I_rt/I_bmax)*T_bmax

此处

I_rt＝第三预定时间段内所选择的电流测量值，

I_bmax＝第一预定时间段内所测量的最大电流，和

T_bmax＝第一预定时间段内测得最大电流的时间；

将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此偏差超过预定阈值时作出鉴别；和

根据此指数与至少一个预定参数之间的比较，显示出误差信号或分析物浓度。

19.权利要求18的方法，其中所述分析物是葡萄糖，液体待测样品是全血样品。

20.权利要求18的方法，进一步包括：将所测定的分析物浓度与k系数和读数-耗散比率中的至少一个相比较，以帮助确定是否存在未充满状况。

21.权利要求18的方法，其中I_rt是第三预定时间段内的最后电流测量值。

22.权利要求1的方法，其中：

提供一种适合于测定液体待测样品中分析物的电化学传感器，该电化学传感器具有一个参比电极和一个工作电极；

以液体待测样品充分覆盖电化学传感器的参比电极和工作电极；

在参比电极和工作电极之间施加第一电压，持续第一预定时间段；

在第一预定时间段中的多个时间点测量参比电极和工作电极之间的电流；

记录在第一预定时间段中至少一次测量的时间；

除去或充分降低参比电极和工作电极之间的第一电压，持续第二预定时间段；

在参比电极和工作电极之间施加第二电压，持续第三预定时间段；

在第三预定时间段中至少测量一次参比电极和工作电极之间的电流；

将液体待测样品中分析物的浓度确定为所测量电流的函数；

用第一预定时间段测量的电流和记录的时间，以及第三预定时间段测量的电流计算一个指数；

将该指数与至少一个同液体待测样品中被测分析物浓度有关的预定参数相比较，以便在如果存在偏差，当此偏差超过预定阈值时作出鉴别；和

根据此指数与至少一个预定参数之间的比较，显示出误差信号或分析物浓度。

23.权利要求22的方法，其中所述分析物是葡萄糖，液体待测样品是全血样品。

24.权利要求22的方法，进一步包括：将所测定的分析物浓度与k系数和读数-耗散比率中的至少一个相比较，以帮助确定是否存在未充满状况。

25.权利要求1的方法，其中在检测所述至少一个另外的测量的电流之前，去除所述电压或者显著降低所述电压。

26.权利要求18的方法，在检测所述至少一个另外的测量的电流之前，施加第二个电压。

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