DE69920006T2

DE69920006T2 - Verfahren und vorrichtung für elektrochemische messungen unter verwendung von statistischen methoden

Info

Publication number: DE69920006T2
Application number: DE69920006T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kyoto-shi IKETAKI; Yoichi Kyoto-shi INOUE; Katsumi Kyoto-shi HAMAMOTO
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2019-05-20
Also published as: EP1081490B1; DE69920006D1; WO1999060391A1; EP1081490A4; US6576117B1; AU3849799A; JP4256588B2; EP1081490A1

Description

TECHNISCHER BEREICH
Diese Erfindung betrifft ein elektrochemisches Messverfahren zum Messen einer Konzentration eines Analyten in einer Probe. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein elektrochemisches Messverfahren bei dem eine Konzentration eines Analyten in einer Probe durch die Korrektur von Fehlern erhalten wird, die durch die physikalischen Eigenschaften der Probe und die Sensorempfindlichkeit verursacht wurden.
HINTERGRUND
Zuletzt wurden im Bereich Biochemie, klinische Medizin oder dergleichen elektrochemische Messungen verwendet, um eine Konzentration eines Analyten in einer Probe schnell und einfach zu messen. Eine elektrochemische Messung ist ein Verfahren zum Messen eine Analyten in einer Probe unter Verwendung eines elektrischen Signals, wie einem Strom, der aus einer chemischen Reaktion oder einer enzymatischen Reaktion erhalten wird.
Zum Beispiel wird die Konzentration von Glucose in Blut durch das folgende Verfahren gemessen. Glucose als ein Analyt in einer Blutprobe reagiert mit Glucoseoxidase (GOD), um einen GOD-H2 Komplex zu erzeugen, von dem Elektronen durch einen Elektronenträger wie Kaliumferricyanid freigesetzt werden. Die freien Elektronen werden in einer Elektrode gefangen, um einen Stromwert zu berechnen, und dann wird eine Glucosekonzentration durch Berechnung aus einer Kalibrierungskurve, einer Kalibrierungsformel oder dergleichen erlangt, die im Voraus erzeugt wurde.
Bei einer elektrochemischen Messung wird üblicherweise eine Einwegeinrichtung verwendet, die Biosensor genannt wird. Ein Biosensor hat eine Reaktionsschicht und ein Elektrodensystem.
Eine Reaktionsschicht umfasst ein Reaktionsreagens, ein Enzym oder eine Matrix, um insbesondere mit einem Analyten in einer Probe zu reagieren, und diese stellt die Reaktionsstelle bereit.
Ein Elektrodensystem umfasst eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode und durch Anlegen einer Spannung, um eine Oxidations-Reduktionsreaktion durchzuführen, fängt das Elektrodensystem Elektronen, die durch die chemische Reaktion erzeugt werden, die in der Reaktionsschicht abläuft, wobei die Elektronen elektrische Signale eines Stroms von einem Elektronenträger zu der Elektrode sind.
Ein Biosensor wird in Verbindung mit einer Messvorrichtung verwendet, die verschiedene Funktionen wie das Bereitstellen einer bestimmten Spannung in einem vorbestimmten Intervall, das Messen elektrischer Signale, die von dem Biosensor übertragen werden, und das Umsetzen der elektrischen Signale in eine Konzentration des Analyten besitzt. Solch ein System wird ein Biosensorsystem genannt.
Unter verschiedenen Verfahren zum Anlegen einer Spannung an ein Elektrodensystem wird ein Verfahren zum Anlegen einer Spannung, wie ein Rechtecksignal mit Bezug zur Zeit, ein Potenzialschrittverfahren genannt. In einem typischen Biosensorsystem wird das Zuführen der Probe zu dem Biosensor detektiert und anschließend ein offener Schaltkreis oder eine Spannung mit im Wesentlichen keinem Stromfluss bereitgestellt, um eine chemische Reaktion zu fördern. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall wird eine feste Spannung angelegt, um Elektronen zwischen dem Elektronenträger und der Elektrode zu liefern, das heißt um eine Oxidations-Reduktionsreaktion durchzuführen. Ein Zustand, bei dem an dem Biosensor eine Spannung angelegt wird, um eine gewünschte Oxidations-Reduktionsreaktion durchzuführen, wird ein Anregungszustand genannt. Im Allgemeinen wird ein Stromwert zu einem willkürlich vorbestimmten Zeitpunkt während des Anregungszustands gemessen und der Stromwert wird in eine Konzentration des Analyten unter Verwendung einer Kalibrierungskurve und einer Kalibrierungsformel umgesetzt, die im Voraus erzeugt wurden.
Verfahren, in denen mehrere Anregungen und mehrere Strommessungen durchgeführt werden, sind beispielsweise in JP-2651278, JP-A-8-304340 und JP-A-10-10130 offenbart.
JP-2651278 stellt ein Verfahren bereit, bei dem bestimmt werden kann, ob ein Stromfluss an einer Reaktionsstelle sich in Übereinstimmung zu einer Beziehung mit einem bestimmten Cottrell-Strom verändert.
JP-A-8-304340 schlägt einer Verringerung von Messfehlern vor, die durch ein Zwischenprodukt vom Reduktionstyp verursacht werden, das während der Lagerung des Sensors erzeugt wird.
JP-A-10-10130 stellt ein Verfahren zum Diskriminieren einer gesamten Blutprobe und einer wässrigen Lösung als Steuerung in einem Biosensorsystem bereit.
Messergebnisse, die durch Verwendung des Biosensors erlangt werden können, können Fehler auf Grund verschiedener Faktoren enthalten. Einer dieser Faktoren, der solche Fehler verursacht, ist eine physikalische Eigenschaft der Probe.
Wenn zum Beispiel die Probe Volblut ist und der Analyt Glucose in dem Blut ist, wurde gefunden, dass der Hämatokrit-Wert (Hct) als ein Volumenverhältnis der roten Blutkörperchen zum Vollblut Fehler in dem Messergebnis verursacht und die Unterschieden zwischen einzelnen Personen groß sind. Ein Grund scheint ein Ansteigen der Viskosität der Probe zu sein.
Konzentrationen von neutralem Fett und Protein in dem Blut beeinflussen auch das Messergebnis. Bei einer Messung eines Analyten im Blut werden die physikalischen Eigenschaften der Probe wie Blutzellen, Lipid und Protein Messfehler verursachen.
Allgemein wird bei herkömmlichen Verfahren zum Vermeiden irgendwelcher Einflüsse solcher Fehler die Zusammensetzung der chemischen Reaktionsschicht oder eines Elektrodensystems in einem Biosensor verbessert. Zum Beispiel offenbart JP-A-62-64940 einen Biosensor, bei dem ein Enzym zum Entgiften einer Messwert-beeinflussenden Substanz auf einer Enzym-Entzieh-Membran aus dem Verkehr gezogen. JP-A-61-3048 offenbart einen Biosensor, der nicht nur eine biokatalytische Elektrode, sondern auch eine Elektrode zum Erfassen der Menge an Messwert-beeinflussenden Substanzen aufweist. JP-A-60-211350 offenbart einen Biosensor, der zwei Elektrodensysteme umfasst, mit einem Elektrodensystem, das ein Enzym und ein Pigment beinhaltet, und noch einem Elektrodensystem, das mit einem porösen Material bereitgestellt wird, das nur ein Pigment enthält. Diese Biosensoren weisen jedoch einen komplizierten Aufbau auf, sie erfordern komplizierte Herstellungsverfahren und die Herstellungskosten steigen hierdurch.
Die Sensorempfindlichkeit kann ein anderer Faktor zum Verursachen von Messfehlern sein. In vielen Fällen variiert die Sensorempfindlichkeit von einer Herstellungscharge für Biosensoren zu einer anderen. Hersteller machen Sensorempfindlichkeitskorrekturspitzen für die entsprechenden Chargen und schicken die Spitzen mit ihren Biosensoren.
Wenn eine Charge für einen Biosensor gewechselt wird, sollte ein Benutzer die Empfindlichkeit durch Verwendung einer Korrekturspitze, die der gewechselten Charge entspricht, verwenden, bevor er eine normale Messung durchführt (JP-A-4-357452).
Dennoch verursachen solche Maßnahmen Extraarbeit für den Benutzer. Da ferner der korrigierte Bereich mit solch einer Korrekturspitze auf Grund der Empfindlichkeit während der Herstellung des Sensors bestimmt wird, werden zeitliche Veränderungen der Sensorempfindlichkeit, die nach der Lieferung auftreten, nicht korrigiert.
Da eine elektrochemische Messung eine chemische Reaktion umfasst, wird sie auch durch die Umgebungstemperatur und die Probentemperatur beeinflusst. Die Umgebungstemperatur und Probentemperatur können nämlich auch Faktoren für Messfehler sein. JP-2748196 stellt ein Verfahren zum Korrigieren einer nicht linearen Temperaturabhängigkeit eines chemischen Sensors bereit.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrochemisches Messverfahren bereit zu stellen, das die Arbeit des Benutzers und des Herstellers verringert, ohne dass komplizierte Aufbauten oder Herstellungsverfahren für einen Biosensor und eine Messvorrichtung erforderlich sind. Solch ein Verfahren kann sehr genaue Ergebnisse durch Fehlerkorrekturen der Konzentration des Analyten in einer Probe bereitstellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung der Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine elektrochemische Messung zum Messen einer Konzentration eines Analyten in einer Probe unter Verwendung eines Biosensors mit einem Elektrodensystem und einer chemischen Reaktionsschicht bereit. Die Messung umfasst eine Berechnung, um als Parameter einen Stromwert, der als Folge des Anlegens einer festen Spannung an den Sensor nach dem Zuführen der Probe erlangt wird, und das Verhältnis des Stromwerts zu erhalten und die Berechnung der Konzentration des Analyten unter Verwendung statistischer Methoden. Die Parameter werden für jeden Fehlerfaktor, der die Messergebnisse beeinflusst, geeignet gesetzt und Fehlerfaktoren können direkt durch Auswahl der Parameter korrigiert werden, die stark durch die physikalischen Eigenschaften der Probe beeinflusst werden, oder durch Auswahl der Stromwerte, die stark von der Sensorempfindlichkeit beeinflusst werden.
Für die vorstehend erwähnten Parameter werden zum Beispiel die folgenden Parameter P1 und P2 bevorzugt verwendet und die Parameter werden durch zweimaliges Anlegen einer vorbestimmten Spannung an einen Biosensor erlangt, nachdem eine Probe zugeführt wurde, um eine elektrochemische Reaktion zu fördern.
P1: ein Verhältnis (If/Ib) ist, wobei (If) der maximale Stromwert oder ein Strom, der nach dem Maximum bei einer ersten Anregung auftritt, und (Ib) der Stromwert ist, der zu irgendeinem Zeitpunkt während der zweiten Anregung aufgenommen wird.
P2: ein Strom (Ib) ist, der zu irgendeinem Zeitpunkt während der zweiten Anregung aufgenommen wird.
Mit statistischen Methoden können unter Verwendung dieser zwei Parameter Fehler, die durch physikalische Eigenschaften der Probe und die Sensorempfindlichkeit verursacht wurden, mit hoher Genauigkeit korrigiert werden. Damit stellt die vorliegende Erfindung eine Messung mit hoher Verlässlichkeit bereit, ohne dass es erforderlich ist, komplizierte Aufbauten oder Verfahren zum Herstellen von Sensoren durchzuführen, oder den Benutzern extra Arbeit aufzuerlegen.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Parametern P1 und P2 können die folgenden Parameter P3 und P4 verwendet werden.
P3: ist ein Wert (I/ΔI(γ)), der durch Normalisieren einer Ableitung oder eines Differentials zu einem Zeitpunkt bei der zweiten Anregung mit einem Stromwert zu demselben Zeitpunkt erlangt wird.
Unter „Normalisieren" wird hier die Anpassung eines Verhältnisses entweder des Ableitungswerts oder des Differenzialwerts zu einem Stromwert zu demselben Zeitpunkt verstanden, um den Ableitungswert oder den Differentialwert eines Parameters unabhängig von der Konzentration des Analyten zu machen. Wenn ein Verhältnis des Differenzialwerts zu einem Stromwert angepasst wird, kann der Stromwert zu irgendeinem Punkt zwischen zwei Punkten, die eine endliche Differenz haben, genommen werden.
P4: ist ein Verhältnis (Ib(α)/Ib(β)) des Ausgangsstromwerts (Ib(α)) zu einem Endstromwert (Ib(β)) bei der zweiten Anregung.
Die Erfinder haben berücksichtigt, dass diese Parameter, wie unten gezeigt, Kennzahlen sind. Da dies dennoch im Bereich der Spekulation bleibt, muss ein Parameter nicht immer zu einer Kennzahl korrespondieren.

P1: hauptsächlich ein Stromwert, der stark von den physikalischen Eigenschaften der Probe beeinflusst wird,
P2: hauptsächlich ein Stromwert, der eine Konzentration eines Analyten in einer Probe anzeigt,
P3: hauptsächlich ein Stromwert, der die Diffusion einer Komponente und eines Gemischs einer Probe und eines Reaktanten innerhalb eines Sensors bei einem chemischen Reaktionsteil ist,
P4: hauptsächlich ein Stromwert, der stark von der Elektrodenempfindlichkeit eines Sensors beeinflusst ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist der Stromwert Ib bei irgendeinem Punkt während der zweiten Anregung, die zum Berechnen der Parameter P1 und P2 verwendet wird, bevorzugt der Endstromwert (Ib(β)) während der zweiten Anregung.
Wenn ein Stromwert für wenigstens einer der Parameter P3 und P4 außerhalb des Erwartungsbereichs liegt, wird der Wert vorzugsweise durch einen Grenzwert des nächsten Erwartungsbereichs ersetzt. Diese Korrektur wird als eine „oft-value correction" („Außenwertkorrektur") bezeichnet. Ein Erwartungsbereich in der vorliegenden Erfindung ist ein Parameterbereich, der auf Grund der Konzentration eines Analyten erwartet wird.
Es ist bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass Korrekturformeln einschließlich einer Vielzahl von statistischen Methoden, die der Umgebungstemperatur oder der Probentemperatur entsprechen, erstellt werden, und eine optimale Korrekturformel aus diesen ausgewählt wird, um eine geeignete Korrektur durchzuführen, die entweder der Umgebungstemperatur oder Probentemperatur entspricht. Der Grund ist, dass der Stromwert, der durch Anlegen einer Spannung an den Sensor zum Herstellen eines Anregungszustand erlangt wird, merkbar in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur oder der Probentemperatur variiert und die Parameter auch variieren.
Auch wenn die Umgebungstemperatur oder Probentemperatur innerhalb des Grenzbereichs für eine Temperatur ist, die bei der Korrektur verwendet wird, ist es bevorzugt, benachbart zu der Grenze beide Korrekturmethoden zu wählen, um die entsprechenden Korrekturbereiche zu berechnen, so dass eine Konzentration des Analyten in der Probe auf Grund eines Werts berechnet wird, der durch Addition entweder eines Mittelwerts oder eines gewichteten Mittelwerts zu einem Stromwert erlangbar ist, um in eine Konzentration umgesetzt zu werden. Wenn die Umgebungstemperatur oder die Probentemperatur dem Grenzbereich entspricht, wird die Messgenauigkeit benachbart zu der Grenze weiter durch Auswahl beider Korrekturmethoden verbessert werden, um einen Mittelwert oder einen gewichteten Mittelwert des erlangten Korrekturwerts zu erhalten, anstatt bei der Auswahl nur einer der Methoden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel ein Diskriminanzfunktion oder ein Mahalanobis-Distanz als statistische Methode verwendet werden.
Die folgende Erläuterung betrifft einen Fall, bei dem eine Diskriminanzfunktion als statistische Methode verwendet wird.
Eine Diskriminanzfunktion ist ein linearer Ausdruck Z = f(x₁, x₂, ...), der durch mehrere Parameter (x₁, x₂, ...) definiert ist, um zu unterscheiden, zu welcher von zwei im Voraus erzeugten Gruppen (zum Beispiel G1 und G2) die Messdaten gehören.
Der Z-Wert-Code wird verwendet, um zu unterscheiden, zu welcher der Gruppen die Daten gehören. Zum Beispiel ist eine Funktion zum Unterscheiden des Hct-Levels einer Blutprobe durch Verwendung einer Niedrig-Hct-Gruppe G₁ und einer Hoch-Hct-Gruppe G₂ als Populationen definiert.
Es ist bevorzugt ein Messergebnis durch Erzeugen mehrerer Diskriminanzfunktionen in Übereinstimmung mit einer Konzentration eines Analyten in einer Probe zu erlangen, wobei eine geeignete Diskriminanzfunktion aus den Diskriminanzfunktionen unter Verwendung von Ib des Parameters P2 als eine Kennzahl verwendet wird, ein Diskriminanz-Auswertungs-Z-Wert mit der ausgewählten Diskriminanzfunktion berechnet wird und Fehler mit dem Z-Wert korrigiert werden.
Wenn mehrere Diskriminanzfunktionen durch die Kennziffern ausgewählt worden sind, ist es bevorzugt, dass der Z-Wert aus jeder der Diskriminanzfunktionen und ein Korrekturbereich berechnet wird, der dem Z-Wert entspricht, so dass das Messergebnis entweder aus einem Mittelwert oder einem gewichteten Mittelwert des Korrekturbereichs erlangt wird. Wie vorstehend erwähnt, wird die Messgenauigkeit durch Verwendung eines Mittelwert oder eines gewichteten Mittelwerts des Korrekturbereichs verbessert, anstatt dass ein Korrekturbereich irgendeiner der Funktionen verwendet wird.
Bei einer Korrektur unter Verwendung der Diskriminanzfunktion kann die Korrektur durchgeführt werden, um zu bestimmen, zu welcher Population die Daten gehören, in dem der Z-Wert-Code verwendet wird. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Korrekturbereich auf der Basis des Diskriminanz-Auswertungs-Z-Werts berechnet wird. Beispielsweise kann der Diskriminanz-Auswertungs-Z-Wert in einen zu korrigierenden Bereich und einen Bereich der nicht korrigiert werden soll (Korrekturbereich ist 0) unterteilt werden.
Der zu korrigierende Bereich kann weiter in einen durch einen Korrekturbereich zu korrigierenden Bereich, der proportional zu dem Diskriminanz-Auswertungs-Z-Wert ist, und einen zu korrigierenden Bereich unterteilt werden, bei dem der Korrekturbereich ohne Bezug zu dem Diskriminanz-Auswertungs-Z-Wert fest ist. Hierdurch kann eine Korrektur mit höherer Genauigkeit erzielt werden, im Vergleich mit einer Methode, welche die Korrektur durch eine Gruppierung in Abhängigkeit von dem Code der Diskriminanzauswertung durchführt. Diese Korrekturmethode wird als „nichtlineare Korrekturmethode" in dieser Beschreibung bezeichnet.
Bei der Messung der vorliegenden Erfindung kann auf ähnliche Weise eine Messung mit hoher Genauigkeit durch eine Auswahl des Mahalanobisr-Raums und einer Mahalanobis-Distanz D anstelle der Auswahl der zuvor erwähnten Diskriminanzfunktion und der Berechnung des Diskriminanz-Auswertungs-Z-Werts als eine statistische Methode erreicht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt Fehler, die durch die Sensorempfindlichkeit verursacht werden, nach den Fehlern korrigiert, die durch die physikalischen Eigenschaften der Probe verursacht werden. Da Ib in dem Parameter P2 berücksichtigt wird, um die Konzentration des Analyten in der Probe widerzuspiegeln, ist es bevorzugt, dass Fehler, die durch die physikalischen Eigenschaften der Probe und die Sensorempfindlichkeit verursacht werden, mit Bezug zu Ib korrigiert werden, und darauffolgend die Konzentration des Analyten in der Probe auf der Basis eines Werts berechnet wird, der durch Multiplizieren dieses Korrekturwerts mit einem Temperaturkorrekturkoeffizienten erlangt wird.
Ferner umfasst die Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Mittel zum Messen entweder einer Umgebungstemperatur oder einer Probentemperatur, ein Mittel zum Detektieren der Probenzuführung, ein Mittel zum Anlegen einer bestimmten Spannung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, ein Mittel zum Messen eines Stromwerts, der durch eine elektrochemische Reaktion erzeugt wird, und ein Mittel zum Umsetzen des gemessenen Stromwerts in eine Konzentration des Analyten in der Probe, wobei das Temperaturmessmittel, das Mittel zum Detektieren des Zuführens der Probe, das Anlegemittel, das Mittel zum Messen des Stromwerts und das Umsetzmittel so gesteuert werden, dass sie die vorliegende Erfindung ausführen. Die Steuerung wird typischerweise mit einem Mikrocomputer durchgeführt, der programmierte Verfahren besitzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Potenzialschritt in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Messung und der Rechenschritte in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein detailliertes Flussdiagramm mit Bezug zu der Korrektur I in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Ein typisches Verfahren zum Messen bei der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug zu einem Beispiel erläutert, bei dem der Analyt Glucose im Blut ist, und die Erläuterung basiert auf 1, welche einen Potenzialschritt darstellt, 2, welche die Rechenschritte der Messung darstellt, und 3, welche die Korrekturschritte darstellt. In diesem Beispiel werden Fehler in dem Endstromwert bei der zweiten Anregung, die durch physikalische Eigenschaften der Probe und die Sensorempfindlichkeit verursacht worden sind, mit einer Diskriminanzfunktion korrigiert und darauffolgend wird eine Temperaturkorrektur durchgeführt und der Wert in eine Glucosekonzentration umgesetzt.
1 stellt einen Potenzialschritt dar, der bei der Methode der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Eine vorbestimmte Spannung wird an ein Elektrodensystem eines Sensors angelegt, nachdem der Sensor an einer Messvorrichtung befestigt wurde. Der Strom beginnt zu fließen, wenn eine Probe dem Sensor zugeführt worden ist. Der Zeitpunkt, zu dem ein Strom zumindest einen bestimmten Level erreicht hat, wird als Probenzuführzeit erfasst und definiert den Nullwert.
Eine feste Spannung wird nach dem Erfassen der Probenzuführung angelegt und das Anlegen wird nach t₁ Sekunden beendet. Damit findet in einem Intervall zwischen 0–t₁ Sekunden eine erste Anregung statt. Entweder ein offener Schaltkreis von höchstens 3 Sekunden oder ein Verfahren zum Anlegen einer Spannung, die keine wesentliche Oxidations-Reduktionsreaktion verursacht, kann sich gerade nach dem Erfassen der Probenzuführung anschließen, da in der vorliegenden Erfindung ein Maximalwert des Stroms oder ein Wert des Strom nach der ersten Anregung wichtig ist. Die Spannung bei der ersten Anregung ist typischerweise in einem Bereich von 300 bis 900 mV und t₁ ist im Allgemeinen in einem Bereich von 3 bis 15 Sekunden. Wie in der Figur gezeigt, steigt der Stromwert bei der ersten Anregung zunächst an und fällt dann ab, nachdem er seinen Maximalwert erreicht hat.
Nach der ersten Anregung wird für ein Intervall von t₁–t₂ Sekunden entweder ein offener Schaltkreis oder eine Spannung bereitgestellt, die im Wesentlichen keine Oxidations-Reduktionsreaktion verursacht. Während des Intervalls reagieren Glucose, GOD und ein Elektronenträger (zum Beispiel Kaliumferricyanid) in einer chemischen Reaktionsschicht des Biosensors. Im Allgemeinen ist das Intervall von t₁ bis t₂ 3 bis 60 Sekunden. Während t₂–t₃ Sekunden wird wieder eine Spannung an die Elektrode angelegt, so dass eine gewünschte Oxidations-Reduktionsreaktion verursacht wird, um eine zweite Anregung durchzuführen. Als Folge werden Elektronen zwischen dem Elektronenträger und der Elektrode geliefert und ein Strom wird beobachtet. Die Spannung während der zweiten Anregung ist typischerweise 300 bis 900 mV und die Zeit ist typischerweise 2 bis 10 Sekunden. Das Folgende ist eine Reihe der zuvor erwähnten Reaktionen. C₆H₁₂O₆ + GOD → C₆H₁₀O₆ + GOD·H₂ GOD·H₂ + 2Fe(CN)₆ ^3– → GOD + 2Fe(CN)₆ ^4– + 2H⁺ Fe(CN)₆ ^4– → Fe(CN)₆ ^3– + e^–
Die oben beschriebenen vier Parameter werden unter Verwendung eines Stromwerts berechnet, der in dem Potenzialschritt gemessen wurde. Zunächst wird ein Stromwert (If(α)) des Maximums oder ein Strom nach der ersten Anregung und ein Stromwert (Ib(β)) während der zweiten Anregung gemessen, um P1 (If(α)/Ib(β)) und P2 (Ib(β)) zu berechnen. Der Wert If(α) wird typischerweise durch Messung eines Stromwerts innerhalb von 15 Sekunden erlangt, nachdem der Maximalwert beobachtet wurde. Der Wert Ib(β) wird bevorzugt aus einem Endstromwert 2–10 Sekunden nach dem Beginn der zweiten Anregung (t₂) erlangt und am meisten bevorzugt wird er aus dem Stromwert bei dem Endpunkt (t₃) erlangt.
P3 (I/ΔI), welcher ein Wert ist, der durch Normalisieren entweder eines Ableitungswerts oder eines Differentialwerts des Strom bei irgendeinem Punkt während der zweiten Anregung bei dem oben erwähnten Stromwert erlangt wird, wird aus gemessenen Werten berechnet, die einen Stromwert (Ib(γ)) bei einem Punkt (γ) während der zweiten Anregung und auch einen Stromwert (Ib(γ + Δ)) bei einem Punkt (γ + Δ) umfasst, der etwas später als der Punkt (γ) in 1 positioniert ist. Der Punkt (γ) zum Berechnen von P3 ist bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 1 Sekunden von dem Startpunkt der zweiten Anregung (t₂) entfernt, wobei Δ vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 1 Sekunden bei einem etwas späteren Punkt (γ + Δ) ist.
Eine Außenwertkorrektur wird für P3 und P4 durchgeführt. Insbesondere wenn der Parameterwert außerhalb eines Erwartungsbereichs ist, der aus Ib(β) bestimmt wird, wird der Parameterwert durch einen Grenzwert in einem Erwartungsbereich ersetzt, der am nächsten zu dem Parameterwert ist, und dieser wird für die folgenden Berechnungen verwendet. P1 und P2 werden für darauffolgende Berechnungen ohne eine solche Außenwertkorrektur verwendet.
Auf der anderen Seite wird eine Umgebungstemperatur oder eine Probentemperatur mit einem internen Thermometer in der Messvorrichtung gemessen. Die Temperatur wird in dem folgenden Schritt verwendet, um eine Diskriminanzfunktion auszuwählen oder um einen berechneten Wert durch Korrekturfehler zu korrigieren, die durch physikalische Eigenschaften der Probe und die Sensorempfindlichkeit verursacht wurden. Die Umgebungstemperatur oder die Probentemperatur können entweder vor oder nach der Berechnung der Parameter gemessen werden. Selbstverständlich können sie zur selben Zeit wie die Berechnung gemessen werden.
Eine Population wird erzeugt und verwendet, um eine Diskriminanzfunktion als Standard zu definieren, um Probeneigenschaften und Sensorempfindlichkeit zu unterscheiden. In einer Messung zum Erzeugen einer solchen Population ist es wesentlich, die Bedingungen einer Blutprobe, eines Sensors und einer Temperatur festzusetzen. Es ist bevorzugt, so viele Bedingungen wie möglich für jeden Probentyp und jede Analytenkonzentration festzusetzen. Wenigstens zwei Gruppen von Typen, zum Beispiel ein hoher Wert und ein niedriger Wert, werden in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften der Probe gesetzt. Insbesondere werden Messdaten auf der Basis von einem hohen Hct und einem niedrigen Hct aufgenommen, wenn die Bedingung Hct ist.
Wenigstens 10 Sensorchargen werden ausgewählt, so dass die Herstellungssaison (abgelaufene Zeit nach Herstellung), die Herstellungslinie, die Sensorempfindlichkeit oder dergleichen einem allgemeinen Benutzungszustand so weit wie möglich entsprechen. So viele Temperatureinstellungen wie anwendbar sind bevorzugt und wenigstens zwei Einstellungstypen mit Grenzen bei 30 bis 35°C sind erforderlich, da die Reaktivität von If/Ib, die als Parameter mit Bezug zu der Konzentration des Analyten verwendet wird, wie eine quadratische Funktion geformt ist, die eine nach unten gerichtete konvexe Kurve besitzt, falls die Temperatur gleich oder geringer als der oben erwähnte Grenzwert ist, wobei die Reaktivität ähnlich wie eine im Wesentlichen gerade Linie geformt ist, falls die Temperatur gleich oder höher als der Grenzwert ist.
Die Population wird durch Kombination der Probe und des Sensors erzeugt, die unter entsprechenden Temperaturbedingungen gemessen werden. Es wird nämlich ein Korrekturverfahren bei den gesetzten Temperaturbedingungen durchgeführt, um mit Fehlern zurechtzukommen, die durch die Probeneigenschaften und die Sensorempfindlichkeit verursacht werden. In einem später in dieser Beschreibung erläuterten Korrekturverfahren sind zwei Korrekturtypen umfasst, nämlich eine nieder- und mitteltemperaturseitige Korrektur und eine hochtemperaturseitige Korrektur, bei der die Grenze 30 bis 35°C ist.
Zunächst wird der Endstromwert Ib(β) während der zweiten Anregung auf der nieder- und mitteltemperaturseitigen Korrektur korrigiert. Wie in 3 gezeigt, schließt dies eine Fehlerkorrektur ein, die durch die Probeneigenschaften verursacht wurde, und eine Fehlerkorrektur, die durch die Sensorempfindlichkeit verursacht wurde, die in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.
Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe werden für entsprechende Bereiche der Analytenkonzentrationen erstellt. Die Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe werden als Diskriminanzfunktionen erstellt, um die Parameter zu verwenden, um zu unterscheiden, zu welchen der zwei Populationen bestimmte Messwertdaten gehören, wenn die Populationen in Abhängigkeit von den Größen von Hct klassifiziert sind. Vorzugsweise werden in diesem Fall Daten, einschließlich eines Parameters, der als ein Außenwert berücksichtigt wird, von diesen Populationen ausgeschlossen, da die Populationen als Standards bevorzugt gleichförmig sind.
Der Konzentrationsbereich des Analyten kann experimentell gesetzt werden.
Die Diskriminanzfunktionen) zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe kann/können gemäß einer Kennzahl des mit Ib(β) multiplizierten Werts ausgewählt werden; sie kann/können gemäß einer Kennzahl eines Wert ausgewählt werden, der aus einem Temperaturkorrekturkoeffizienten (T1) multipliziert mit Ib(β) erlangt wird, wobei der Temperaturkorrekturkoeffizient im Voraus aus einer Umgebungstemperatur und einer Probentemperatur berechnet wurde, die mit einem Thermometer gemessen wurde.
Das Folgende ist eine Erläuterung des obigen Falls, bei dem eine einzelne Diskriminanzfunktion zur Korrektur der physikalischen Eigenschaften der Probe ausgewählt wird. Zunächst wird ein Parameter, der in der oben erwähnten Weise berechnet wurde, für die Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe ersetzt, so dass ein Diskriminanz-Auswertungs-Z-Wert berechnet wird. Es ist möglich auf der Basis von diesem Z-Wert Code zu bestimmen, zu welcher Population die Daten gehören. Andererseits kann der Wert Ib(β) durch Bestimmen eines Korrekturbereichs aus der Beziehung zwischen Ib(β) und dem Z-Wert korrigiert werden. Beispielsweise wird der Z-Wert in fünf Regionen, wie oben erläutert, klassifiziert und der Korrekturbereich wird mit einer nichtlinearen Korrektur bestimmt. Im Folgenden meint „Korrektur mit einem festen Bereich" das Korrigieren mit einem festen Bereich, der durch eine Messung Ib(β) ohne Rücksicht auf den Z-Wert bestimmt wird. Der feste Bereich kann experimentell bestimmt werden, indem die Typen der Analyten oder einige andere Faktoren berücksichtigt werden.
Eine lineare Korrektur bedeutet, dass ein Korrekturbereich aus einer proportionalen Beziehung mit dem Z-Wert mit einer oberen Grenze des oben erwähnten festen Bereichs bestimmt wird
Der auf diese Weise bestimmte Korrekturbereich wird als ein Korrekturbereich A bezeichnet. Die fünf Bereiche in dem Beispiel können experimentell bestimmt werden, indem die Typen der Analyten und einige andere Faktoren berücksichtigt werden.

(1) Wenn der Z-Wert zur extremen Plusseite positioniert ist, wird er zur Minusseite hin um einen festen Bereich korrigiert.
(2) Wenn der Z-Wert zur Plusseite positioniert ist, wird er linear zur Minusseite korrigiert.
(3) Wenn der Z-Wert in der Nähe von Null positioniert ist, wird keine Korrektur durchgeführt.
(4) Wenn der Z-Wert zur Minusseite positioniert ist, wird er zur Plusseite hin linear korrigiert.
(5) Wenn der Z-Wert zur extremen Minusseite positioniert ist, wird er zur Plusseite hin um einen festen Bereich korrigiert.

Wenn Fehler, die durch die physikalischen Eigenschaften der Probe verursacht worden sind, nicht korrigiert werden (Korrekturbereich A = 0), werden die Fehler, welche durch die Sensorempfindlichkeit verursacht wurden, korrigiert.
Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit werden auch für entsprechende Konzentrationsbereiche des Analyten erstellt. Die Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit werden mit einer Kennzahl eines Wertes ausgewählt, der durch Multiplikation mit Ib(β) erlangt wird.
Wenn eine einzelne Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit ausgewählt wird, wird ein Diskriminanz-Auswertungs-Z-Wert aus dem Parameter und der Diskriminanzfunktion berechnet und es wird ein diesen entsprechender Korrekturbereich berechnet. Die Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit wird unter Verwendung der Parameter erzeugt, wie einer Diskriminanzfunktion zum Unterscheiden von Populationen, die auf der Basis von Unterschieden in der Elektrodenempfindlichkeit oder dergleichen klassifiziert wurden. Wenn mehrere Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit ausgewählt wurden, werden Diskriminanz-Auswertungs-Z-Werte und Korrekturbereiche entsprechend den Z-Werten aus entsprechenden Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit berechnet und der Mittelwert des Korrekturbereichs wird als ein Korrekturbereich B bestimmt.
Wenn die oben erwähnte(n) Diskriminanzfunktionen) zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit verwendet wird/werden, wird ein Korrekturbereichszwischenwert C in folgender Weise bestimmt:

(1) Wenn der Korrekturbereich A ≠ 0, Korrekturbereichzwischenwert = Korrekturbereich A
(2) Wenn der Korrekturbereich A = 0, Korrekturbereichzwischenwert = Korrekturbereich B.

Wenn mehrere Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe ausgewählt werden, wird ein Korrekturbereichzwischenwert C in der oben beschriebenen Weise aus den entsprechenden Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe berechnet und der Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert wird als Endkorrekturbereich D bestimmt. Wenn eine einzelne Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der physikalischen Eigenschaften der Probe ausgewählt wird, ist der Korrekturbereichzwischenwert C der Endkorrekturbereich D. Ein Wert, der durch Addition des Endkorrekturbereichs D mit dem Endstromwert (Ib(β)) während der zweiten Anregung gewonnen wird, ist der Endstromwert Ib(β) <nieder-mittel> bei der nieder- und mitteltemperaturseitigen Korrektur.
Auf der hochtemperaturseitigen Korrektur werden die Vorgänge, wie die Datenaufnahme, das Erzeugen der Populationen und Diskriminanzfunktionen und die Berechnung des Korrekturbereichs auf ähnliche Weise wie bei der nieder- und mitteltemperaturseitigen Korrektur durchgeführt, so dass ein hochtemperaturseitiger Endstromwert Ib(β) <hoch> berechnet wird.
Aus den Temperaturen, die mit einem Thermometer gemessen wurden, wird ein Vortemperatur-Korrektur-Stromwert Ib(β)' gewonnen. Beispielsweise ist Ib(β)' = Ib(β)<nieder-mittel> bei einer Temperatur von 10 bis 30°C und Ib(β)' = Ib(β)<hoch> bei einer Temperatur von 35 bis 40°C. Der Temperaturbereich von 30 bis 35°C wird als ein Grenzbereich betrachtet und entweder der Mittelwert oder der gewichtete Mittelwert von Ib(β)<nieder-mittel> und Ib(β)<hoch> wird als Ib(β)' genommen. Der Grenzbereich kann experimentell bestimmt werden, indem die Analytentypen und einige andere Faktoren berücksichtigt werden.
Ib(β)' wird mit einem Temperaturkorrekturkoeffizienten (T1) multipliziert, der im Voraus aus einer Umgebungstemperatur oder eine Probentemperatur berechnet wurde. Der auf diese Weise erlangte Wert wird als ein Nachkorrektur-Endstromwert Ib(β)'' von Ib(β) bestimmt. Und Ib(β)'' wird in eine Glucosekonzentration umgesetzt unter Verwendung einer Kalibrationskurve oder einer Kalibrationsformel, die im Voraus erzeugt wurde.
In den entsprechenden Abschnitten zum Auswählen der Diskriminanzfunktionen zur Korrektur wird, wie in 3 gezeigt, nur ➀ (➀' oder ➀ "für eine Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit) ausgewählt, falls ein einzelner Typ ausgewählt werden soll. Die Korrekturbereiche werden entsprechend aus ➀ und ➁ berechnet (➀' und ➁' oder ➀'' und ➁'' für Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit) falls zwei Typen ausgewählt werden und die Mittelwerte werden als Korrekturbereichzwischenwert und der Endkorrekturbereich bestimmt.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail mit Bezug zu speziellen Ausführungsbeispielen erläutert.
Ein Glucosesensorsystem zum Quantifizieren einer Glucosekonzentration in einer Blutprobe wird unten als ein Beispiel eines Biosensorsystems genommen.
Ein Glucosesensor, der in einem Glucosesensorsystem verwendet wird, ist wie folgt konfiguriert. Auf einem isolierenden Substrat umfassend Polyethylenterephtalat (PET), werden ein Kohlenstoffelektrodensystem und eine elektrisch isolierende Schicht durch Siebdruck gebildet und das Kohlenstoffelektrodensystem weist einen Silberanschluss, eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode auf. Die elektrisch isolierende Schicht hat eine im Voraus bestimmte Fläche, in der die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode angeordnet sind und sie bedecken teilweise den Silberanschluss. Auf dem auf diese Weise gebildeten Elektrodensystem werden eine Schicht aus Zelluloseglycolsäure (CMC) als ein hydrophiles Polymer und ferner eine (Enzym + Vermittler + CMC)-Schicht gebildet. Die (Enzym + Vermittler + CMC)-Schicht umfasst Glucoseoxidase (GOD) als ein Enzym, Kaliumferricyanid als ein Vermittler (Elektronenträger) und eine CMC. Die Kombination der CMC-Schicht und der (Enzym + Vermittler + CMC)-Schicht wird als eine chemische Reaktionsschicht bezeichnet. Ein Einsatz mit einer Abdeckung und einem Abstandshalter ist ferner so gebildet, dass eine feste Menge (etwa 3 μL) der Blutprobe, die in Kontakt mit dem Einsatz kommt, durch Kapillarwirkung der chemischen Reaktionsschicht und dem Elektrodensystem zugeführt wird. Für die Messvorrichtung wurde ein herkömmlich verwendetes Potentiostat 100B/W (geliefert von BAS) verwendet. Obwohl ein typisches Biosensorsystem eine Kombination einer einzelnen Testzelle und einer exklusiven Vorrichtung verwendet, wurde bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine verallgemeinerte Vorrichtung verwendet. Die Ausführungsbeispiele können dennoch leicht durchgeführt werden, sogar wenn eine einfache Vorrichtung mit einer herkömmlichen Methode verwendet wird. Die Messung in den Ausführungsbeispielen wurde in einem Umgebungstestlabor durchgeführt, die Ausführungsbeispiele können jedoch auch unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung durchgeführt werden, die einen Temperatursensor enthält.
Die Potenzialschritte wurden in folgender Weise bereitgestellt.
Ein Glucosesensor wurde an einer Vorrichtung befestigt und eine Spannung von 500 mV wurde an den Glucosesensor angelegt, bevor die Probe zugeführt wurde und für 7 Sekunden nach dem Erfassen der Probenzuführung. Nach einem offenen Schaltkreis für 18 Sekunden wurde eine Spannung von 500 mV erneut für 5 Sekunden angelegt. Die Spannung wurde jedes Mal aus den folgenden Gründen angelegt. Die Anwendung vor der Probenzuführung erfolgt zum Erfassen eines Stroms, der elektrochemisch durch die Probenzuführung erzeugt wird. Die Probenzuführung wird als ein Strom von zumindest einem bestimmten Pegel erfasst und damit wird t = 0 definiert. Das 7-sekündige Anlegen nach der Probenzuführung ist für die erste Anregung und der Hauptgrund ist das Erfassen der Differenz in dem Stromprofil, das durch die Differenz der physikalischen Eigenschaften der Probe verursacht wird. Der offene Schaltkreis für 18 Sekunden soll die chemische Reaktion fördern und Fe(CN)₆ ^4– als eine Matrix für eine elektrochemische Reaktion speichern. Das darauffolgende 5-sekündige Anlegen der Spannung ist für die zweite Anregung und der Hauptgrund hierfür ist die elektrochemische Umsetzung von Fe(CN)₆ ^4– in Fe(CN)₆ ^3– und dient dem Erfassen einer Differenz in dem Stromprofil, das durch die Differenz der Sensorempfindlichkeit und die Konzentration der Analytenkonzentration verursacht wird.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Zunächst werden die durch Hct verursachten Fehler korrigiert, da die physikalischen Eigenschaften der Probe der Faktor mit dem größten Einfluss ist, um Fehler in einem Messergebnis zu verursachen.
Der Strom wurde jede 0,1 Sekunden gerade nach dem Erfassen der Probenzuführung gemessen und auch nach dem Wiederanlegen und Stromwerte bei den folgenden drei Punkten wurden für die Berechnung verwendet: der Spitzenwert I_P, der gerade nach dem Erfassen der Probenzuführung gemessen wurde; ein Wert I(0,5), der 0,5 Sekunden nach dem Wiederanlegen des Stroms gemessen wurde, und ein Wert I(5), der 5 Sekunden nach dem Wiederanlegen des Stroms gemessen wurde. Der Wert I_P wurde auf folgende Weise berechnet. I_P war nämlich I(t) bei einem Zeitpunkt I(t) > I(t + 0,1) bei einem Strom gerade nach der Probenzuführung. Die entsprechenden Stromwerte wurden für die folgenden Zwecke gemessen. Der Wert I_P wurde gemessen, um eine Differenz in dem Stromprofil zu bestimmen, das durch eine Differenz in den physikalischen Eigenschaften der Probe, wie die Blutviskosität verursacht wurde. Der Wert I(0,5) wurde gemessen, um das Verhältnis zu I_P zu erhalten, so dass der Glucosekonzentrationsfaktor von I_P reduziert werden würde. Der Wert I(5) wurde gemessen, um einen Stromwert zu erhalten, der von der Glucosekonzentration abhängt und der für die Umsetzung der Glucosekonzentration verwendet werden kann.
I(0,5)/I_P wurde für eine Kennzahl erlangt, welche die Blutviskosität anzeigt, und sie wurde zu α₁ bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel wurde das folgende Experiment durchgeführt, um den Gehalt der roten Blutkörperchen im Hämatokrit zu bestimmen, da ein rotes Blutkörperchen eine Blutzelle in einer Blutprobe ist und es leicht angepasst werden kann.
Das Verhältnis zwischen α₁ und I(5) ist unten gezeigt und das Verhältnis unterscheidet eine Probe mit 30% Hämatokrit und eine Probe mit 60% Hämatokrit unabhängig von der Glucosekonzentration in der Blutprobe. Z = –23,115 × α1 + 1,254 × I(5) + 41,580
Der Hämatokritpegel in der Blutprobe wird durch den Wert z widergespiegelt. Wenn z positiv groß ist, ist das Hämatokrit in der Blutprobe klein.
Ein Stromwert I'(5) nach der Korrektur der physikalischen Eigenschaften der Probe wurde durch die folgende Gleichung aus der Beziehung zwischen α₁ und I(5) berechnet. I'(5) = slope × (–z) + I(5)
In dieser Gleichung ist slope = 0,0238 × I(5) – 0,0338.
Der auf diese Weise berechnete Stromwert I'(5) mit einer korrigierten Blutviskosität wird in einen Glucosekonzentrationswert unter Verwendung einer bestimmten Kalibrationskurventabelle umgesetzt.
Die folgenden Daten wurden unter Verwendung einer Blutprobe gewonnen (Glucoseviskosität: 536 mg/dL, Hämatokrit: 30%).
I_P = 10,210 (μA)
I(0,5) = 20,290 (μA)
I(5) = 10,110 (μA)
Im Hinblick auf diese Daten kann ein Stromwert I'(5) mit einer korrigierten Blutviskosität über die folgenden Rechenschritte erlangt werden. α1 = I(0,5)/IP = 1,987 z = –23,115 × α1 + 1,254 × I(5) + 41,58 = 8,328 slope = 0,0238 × I(5) – 0,0338 = 0,207 I'(5) = slope × (–z) + I(5) = 8,387
Dieses I'(5) wird in einen Glucosekonzentrationswert unter Verwendung einer Kalibrationskurve umgesetzt, die bereits erstellt wurde.
Eine Blutprobe, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, wurde in folgender Weise präpariert. Blutproben, die von vier Personen mit identischer Blutgruppe gesammelt wurden, wurden gemischt, um Blutproben zu präparieren, die ein Hämatokrit von 30%, 45% beziehungsweise 60% haben. Eine wässrige Glucoselösung wurde diesen Blutproben hinzugefügt, um Blutprobenkonzentrationen von 83 mg/dL, 307 mg/dL und 536 mg/dL zu erhalten. Die Messung wurde unter Verwendung dieser 9 Typen von Blutproben durchgeführt, wobei die Messzahl n 15 gewählt wurde.
Wie später im Detail erläutert wird, wurden Fehler, die durch Hämatokrit in Bezug auf die Blutproben verursacht wurden, in diesem Ausführungsbeispiel erfolgreich korrigiert.
Ein Variationskoeffizient (C.V.(%)) wird durch eine Berechnung erhalten, die auf einer Gruppe von Messdaten für Blutproben basiert, die verschiedene Hämatokritwerte für entsprechende Glucosekonzentrationen haben. Die folgende Tabelle 1 zeigt den Variationskoeffizienten, um die Werte vor und nach der Korrektur der physikalischen Eigenschaften der Probe zu vergleichen.
Tabelle 1
Der Hämatokritwert hängt von den Individuen ab. Wenn der Standardwert in der vorliegenden Erfindung 45% ist, ist die Divergenz (%) der Hämatokrit-45%-Proben zu den gemessenen Werten für die entsprechenden Glucosekonzentrationen in den Tabellen 2 und 3 gezeigt. Hier bezeichnet die Divergenz der Daten nach der Korrektur eine Abweichung von einem korrigierten Mittelwert des Hämatokrit-45%. Tabelle 2 zeigt die Divergenzen (%) von gemessenen Mittelwerten in Bezug auf die Fälle Hämatokrit-30% und Hämatokrit-45%.
Tabelle 2
Es ist klar, dass Fehler, die durch physikalische Eigenschaften der Blutproben verursacht wurden, als Ergebnis der Korrektur verbessert wurden.
Tabelle 3 zeigt die Divergenzen (%) der gemessenen Mittelwerte für Hämatokrit-60% von denen für Hämatokrit-45%.
Tabelle 3
Es ist klar, dass Fehler, die durch physikalische Eigenschaften der Blutproben verursacht wurden, als Ergebnis der Korrektur verbessert wurden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In diesem Ausführungsbeispiel werden eine Korrektur von Fehlern, die durch den Einfluss von Hct, wie die physikalischen Eigenschaften der Probe, und eine Korrektur von Fehlern, die durch die Sensorempfindlichkeit verursacht werden, gleichzeitig in einer Reihe von Rechenschritten durchgeführt.
Der Strom wurde jede 0,1 Sekunden nach dem Erfassen der Probenzuführung gemessen und die folgenden fünf Punkte wurden für die folgenden Schritte verwendet: ein Wert If(7), der 7 Sekunden nach der ersten Anregung gemessen wurde, ein Wert Ib(0,3), der 0,3 Sekunden nach der zweiten Anregung gemessen wurde, ein Wert Ib(0,5), der 0,5 Sekunden nach der zweiten Anregung gemessen wurde, ein Wert Ib(1), der 1 Sekunde nach der zweiten Anregung gemessen wurde, und ein Wert Ib(5), der 5 Sekunden nach der zweiten Anregung gemessen wurde.
Die folgenden vier Parameter wurden für den Ablauf verwendet:

P1: If(7)/Ib(5)
P2: Ib(5)
P3: I/ΔI(0,5) = Ib(0,5)/{Ib(0,5) – Ib(1)}
P4: Ib(0,3)/Ib(5).

Bezüglich I/ΔI(0,5) und Ib(0,5)/Ib(5) wurde eine Außenwertkorrektur für die Daten durchgeführt, die von einem Bereich abweichen, der für Ib(5) erwartet wird, der als eine Kennzahl für eine Glucosekonzentration betrachtet wird. Insbesondere, wenn der Parameterwert höher als die obere Grenze des Bereichs ist, der von Ib(5) erwartet wird, wird die obere Grenze als der Parameter angepasst. Wenn der Wert geringer als die untere Grenze des Bereichs ist, der für Ib(5) erwartet wird, wird die untere Grenze als der Parameter angepasst. Ein Bereich, der für Ib(5) erwartet wird, wird als Median angepasst und der Parameterbereich wird als der Median ± 2SD von den Daten gewählt, die sich aus einer Population ableiten. Wenn zum Beispiel der Bereich von I/ΔI(0,5), der für den gemessenen Wert Ib(5) erwartet wurde, 3,68 war, und die Standardabweichung des Parameters 0,39 war, war der Bereich, der für IB(5) erwartet wurde, 2,90 bis 4,46 und falls tatsächlich für I/ΔI(0,5) 4,50 erlangt wurde, wurde dies als I/ΔI(0,5) = 4,46 berücksichtigt.
Daten zum Erzeugen von Populationen für Diskriminanzanalysen werden bei Umgebungstemperaturen von 25°C und 32°C erhalten. Blutproben wurden durch Mischen des Bluts präpariert, das von mehreren Personen gesammelt wurde, und durch Anpassen der Glucosekonzentrationen, so dass sie 30, 60, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400 und 500 mg/dL sind, und Hct 25, 45 und 65% ist. Ein Glucosesensor der innerhalb der letzten eineinhalb Jahre hergestellt wurde, wurde verwendet und 10 bis 14 Chargen wurden für jede Probe ausgewählt, so dass die Chargen zufällig ausgewählt wurden, unabhängig von der Herstellungssaison, der Herstellungslinie und der Sensorempfindlichkeit. In diesem Ausführungsbeispiel wurden die folgenden zwei Populationen für jede Umgebungstemperatur präpariert: (1) eine Population für eine Hct-Korrektur, wie eine Korrektur der physikalischen Eigenschaften der Probe und (2) eine Population zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit. Bezüglich (1) wurde eine Gruppe integrierter Daten für drei Typen von Hct-Proben mit entsprechenden Glucosekonzentrationen gleichmäßig in fünf Gruppen in Abhängigkeit von dem Wert von Ib(5) klassifiziert und eine Gruppe (H₁) mit dem größten Ib(5) und eine Gruppe (L₁) mit dem kleinsten Ib(5) wurden als Populationen angepasst. Populationen wurden in dieser Weise präpariert, ohne einfach Gruppen mit Hct-25% und Hct-65% zu nehmen, da bevorzugt sowohl die Korrektur der Sensorempfindlichkeit als auch die Korrektur von Hct durchgeführt wurde. Bezüglich (2) wurde eine Gruppe mit Datenproben mit Hct-45% für die entsprechenden Glucosekonzentrationen gleichmäßig in fünf Gruppen, in Abhängigkeit von dem Wert Ib(5) klassifiziert, und eine Gruppe (H₂) mit dem größten Ib(5) und eine Gruppe (L₂) mit dem kleinsten Ib(5) wurden als Populationen angepasst. Hier wurde nur die Datengruppe mit Hct-45% angepasst, um die Genauigkeit durch Korrektur der Sensorempfindlichkeit zu verbessern, da 45% als ein Standard-Hct-Wert berücksichtigt wurde.
Eine Diskriminanzfunktion wird als Funktion zum Unterscheiden der Populationen erzeugt, die unter der Verwendung der Parameter für die entsprechenden Messtemperaturen erlangt wurden. Insbesondere eine Diskriminanzfunktion für die Korrektur von Hct unterscheidet zwischen H₁ und L₁, und eine Diskriminanzfunktion zur Korrektur der Sensorempfindlichkeit unterscheidet zwischen H₂ und L₂. Im Folgenden ist die Korrektur I ein Korrekturverfahren, das eine Diskriminanzfunktion verwendet, die aus Messdaten bei 25°C erlangt wurde, wohingegen die Korrektur II ein Korrekturverfahren ist, das eine Diskriminanzfunktion verwendet, die bei Messdaten bei 32°C erlangt wurde. Die Korrektur I bezeichnet eine Korrektur unter Bedingungen bei einer niedrigen Temperatur oder Raumtemperatur, wohingegen die Korrektur II eine Korrektur unter Hochtemperaturbedingungen bezeichnet. Der Hauptgrund für die Klassifikation der Korrekturverfahren in zwei Kategorien in Abhängigkeit von der Temperatur ist, dass If(7)/Ib(5) beträchtlich temperaturabhängig ist.
Vier Typen von Diskriminanzfunktionen für die Hct-Korrektur in Bezug auf die Korrektur I wurden erzeugt: Funktionen für 30–75 mg/dL, 75–150 mg/dL, 150–300 mg/dL und 300–500 mg/dL. Im Fall von 75–150 mg/dL wurde eine Diskriminanzfunktion zum Unterscheiden der zwei Populationen H₁ und L₁ für 75 mg/dL und 150 mg/dL erlangt. In diesem Fall wurde die Diskriminanzfunktion so erzeugt, dass der Diskriminanz-Auswerte-Z-Wert von Daten mit hohen Werten auf Grund des Einflusses von Hct (das heißt Daten mit Proben mit hohem Hct) positiv sein würden. Beim Erzeugen der Populationen wurden Daten einschließlich Parametern, die als abnormale Werte als Ergebnis eines Nullhypothesetests von Grubs-Smirnor betrachtet wurden, eliminiert, da die Populationen bevorzugt so gleichförmig wie möglich waren.
Die Diskriminanzfunktion für die Hct-Korrektur wurde durch Auswahl eines Wertes als eine Kennzahl erlangt, die durch Multiplikation eines Temperaturkorrekturkoeffizienten (T1) mit Ib(5) erlangt wird, wobei der Temperaturkorrekturkoeffizient im Voraus aus der Umgebungstemperatur berechnet wurde und die Auswahlzahlen 1–2 waren. T1 wurde zu 1 bei 25°C gewählt, eine Temperatur, die als ein Standard betrachtet wurde. Ein Fall, bei dem mehrere Diskriminanzfunktionen ausgewählt wurden, wird später beschrieben. Wenn eine einzelne Diskriminanzfunktion für die Hct-Korrektur ausgewählt wurde, wurde der Parameter für die Diskriminanzfunktion substituiert und ein Diskriminanz-Auswerte-Z-Wert und ein Korrekturbereich A_I der diesem entspricht, wurde berechnet. Der Korrekturbereich A wurde mit einem nichtlinearen Korrekturverfahren bestimmt. Wenn nämlich Z_A < Z_B < Z_C < Z_D (Z_A, Z_B, Z_C, Z_D sind Konstanten, die für jede Diskriminanzfunktion experimentell bestimmte werden) und wenn ein Stromwert Ib(5) eines Diskriminanz-Auswerte-Z-Werts erlangt wurde, wurden die Korrekturen wie folgt durchgeführt: wenn Z < Z_A ist, wurde die Korrektur in einem festen Bereich zur Plusseite hin durchgeführt, ungeachtet des Z-Werts; wenn Z_A ≤ Z < Z_B ist, wurde eine lineare Korrektur zur Plusseite hin entsprechend dem Z-Wert durchgeführt; wenn Z_B ≤ Z < Z_C ist, wurde keine Korrektur durchgeführt; wenn Z_C ≤ Z < Z_D ist, wurde eine lineare Korrektur zur Minusseite hin entsprechend dem Z-Wert durchgeführt und wenn Z_D ≤ Z, wurde eine Korrektur mit einem festen Bereich zur Minusseite hin ungeachtet des Z-Werts durchgeführt. Die Korrektur mit einem festen Bereich bedeutet eine Korrektur mit einem festen Bereich, der durch ein gemessenes Ib(5) für jede Diskriminanzfunktion bestimmt wird. Eine lineare Korrektur bestimmt einen Korrekturbereich aus einer proportionalen Beziehung zu dem Z-Wert mit einer oberen Grenze für den oben erwähnten festen Bereich. Falls zum Beispiel eine lineare Korrektur zur Minusseite hin durchgeführt wird, wenn 5 ≤ Z < 10 ist, ist der Korrekturbereich 0,10 für Z ≥ 10, ein Korrekturbereich für Z = 8 wird gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet. Korrekturbereich A = –0,10 × (8 – 5)/(10 – 5) = –0,06 (1)
Der Begriff „Korrektur eines festen Bereichs" meint, dass ein Korrekturbereich einen festen Wert hat, wenn Ib(5) einmal bestimmt ist. Der Korrekturbereich selbst variiert in Übereinstimmung mit Ib(5). Wenn keine Hct-Korrektur durchgeführt wird (Korrekturbereich A = 0), wurde, wie oben erwähnt, die Sensorempfindlichkeit korrigiert, wie unten beschrieben, um einen Korrekturbereich B zu erhalten. Wenn eine Hct-Korrektur durchgeführt wurde (Korrekturbereich A ≠ 0), wird eine Korrektur der Sensorempfindlichkeit nicht durchgeführt.
Sieben Typen von Diskriminanzfunktionen zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit mit Bezug auf die Korrektur I wurden erzeugt: Funktionen für 75–100 mg/dL, 100–150 mg/dL, 150–200 mg/dL, 200–250 mg/dL, 250–300 mg/dL. 300–400 mg/dL und 400–500 mg/dL. Im Fall von 75–100 mg/dL wurde eine Diskriminanzfunktion zum Unterscheiden von zwei Populationen für H₂ und L₂ für 75 mg/dL und 100 mg/dL erlangt und die Funktion wurde als ein Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit für die oben identifizierten Konzentrationsbereiche bestimmt. In diesem Fall wurde die Diskriminanzfunktion so erzeugt, dass der Diskriminanz-Auswerte-Z-Wert, der bei einem hochempfindlichen Sensor gemessen wurde, positiv wäre. Bei Erzeugen der Populationen wurden Daten einschließlich Parametern, die als extrem hoch/niedrig betrachtet wurden, als Ergebnis eines Nullhypothesetests von Grubbs-Smirnov, eliminiert, da die Populationen bevorzugt so gleichförmig wie möglich waren, ähnlich dem oben erwähnten Fall beim Erzeugen einer Diskriminanzfunktion für die Hct-Korrektur.
Die Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit wurde mit Ib(5) als Kennzahl ausgewählt und die Auswahlzahlen waren 1–2. Wenn eine einzelne Diskriminanzfunktion ausgewählt wurde, wurde der Parameterwert für die Diskriminanzfunktion substituiert und ein Diskriminanz-Auswerte-Z-Wert und ein Korrekturbereich, der diesem entspricht, wurden berechnet. Der Korrekturbereich wurde als ein Korrekturbereich B bezeichnet. Der Korrekturbereich wurde mit einem nichtlinearen Korrekturverfahren ähnlich wie in dem Fall der Hct-Korrektur bestimmt. Wenn mehrere Diskriminanzfunktionen ausgewählt wurden, wurden die Korrekturbereiche aus den entsprechenden Diskriminanzfunktionen berechnet und der Mittelwert wurde als Korrekturbereich B betrachtet.
Ein Korrekturbereichzwischenwert C wurde wie folgt bestimmt, wenn eine einzelne Diskriminanzfunktion für die Hct-Korrektur ausgewählt wurde.

(1) Wenn Korrekturbereich A ≠ 0, Korrekturbereichzwischenwert C = Korrekturbereich A
(2) Wenn Korrekturbereich A = 0, Korrekturbereichzwischenwert C = Korrekturbereich B.

Wenn zwei Typen von Diskriminanzfunktionen für die Hct-Korrektur ausgewählt wurden, wurde ein Endkorrekturbereich D für die Korrektur I in ähnlicher Weise erlangt, wie ein Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert für den Korrekturbereichzwischenwert C erlangt wurde, der aus den entsprechenden Diskriminanzfunktionen für die Hct-Korrektur erlangbar ist. Wenn nur ein Typ von Diskriminanzfunktion für die Hct-Korrektur ausgewählt wurde, wurde ein Korrekturbereichzwischenwert C davon als Endkorrekturbereich D für die Korrektur I gewählt. Der Endstromwert Ib(5)_I für die Korrektur I war ein Wert, der durch Addition des Endkorrekturbereichs und Ib(5) erlangt wurde.
Hinsichtlich der Korrektur II wurde die Methode der Korrektur I angepasst, um Daten aufzunehmen, Populationen und Diskriminanzfunktionen zu erzeugen und um Korrekturbereiche zu berechnen, so dass ein Endstromwert Ib(5)_II für die Korrektur II erlangt wurde.
Ein Vor-Temperatur-Korrekturwert Ib(5)' wurde wie folgt aus einer Temperatur T(°C) bestimmt, die mit einem Temperatursensor erfasst wird.
Wenn T < 30, Ib(5)' = Ib(5),
Wenn 30 ≤ T ≤ 35, Ib(5)' = (35 – T)/(35 – 30) × Ib(5)_I + (T – 30)/(35 – 50) × Ib(5)_II
Wenn T > 35, Ib(5)' = Ib(5)_II
Ib(5)' kann zum Beispiel durch die folgende Gleichung erlangt werden, wenn T = 32°C ist: IB(5)' = 3/5 × Ib(5)I + 2/5 × Ib(5)II
Ib(5)'' wurde durch Multiplikation des auf diese Weise erlangten Werts Ib(5)' mit einem Temperaturkorrekturkoeffizienten (T2) erlangt. Dieser Wert Ib(5)'' wurde in einen Glucosekonzentrationswert gemäß einer Kalibrierungskurventabelle umgesetzt, die separat erzeugt wurde.
Die folgenden Daten wurden zum Beispiel durch Messung von Blutproben mit einer Glucosekonzentration von 154 mg/dL und Hct 65% bei einer Umgebungstemperatur von 25°C erlangt.
If(7) = 2,142 (μA)
Ib(0,3) = 7,578 (μA)
Ib(0,5) = 6,312 (μA)
Ib(1) = 4,932 (μA)
Ib(5) = 2,142 (μA)
Die folgenden Parameter wurde aus den oben identifizierten Daten erlangt. If(7)/Ib(5) = 0,8069 I/ΔI(0,5) = Ib(0,5) – {Ib(0,5) – Ib(1)} = 4,575 Ib(0,3)/b(5) = 2,855Ib(5) = 2,654
Nun wurden Erwartungsbereiche von I/ΔI(0,5) beziehungsweise Ib(0,3)/Ib(5) aus dem Wert für Ib(5) als 3,050–4,496 und 2,817–4,361 berechnet. Da I/ΔI(0,5) die obere Grenze des Erwartungsbereichs übersteigt und daher als ein Außenwert betrachtet wird, ist I/ΔI(0,5) = 4,496 für die folgenden Berechnungen.
Die Korrektur I wurde durchgeführt. Eine Diskriminanzfunktion für die Hct-Korrektur wurde mit einer Kennzahl von Ib(5) = 2,654 ausgewählt. Wenn Ib(5) von 2,407 bis 3,400 reicht, wurde eine Diskriminanzfunktion für 75–150 mg/dL und eine Diskriminanzfunktion für 150–300 mg/dL verwendet. Die Diskriminanzfunktionen wurden entsprechend wie folgt definiert.
Eine Diskriminanzfunktion für 75–150 mg/dL·Hct-Korrektur: Z(L) = 34,525 × P1 – 27,333 × P2 – 21,717 × P3 + 3,1870 × P4 + 141,90.
Eine Diskriminanzfunktion für 150–300 mg/dL·Hct-Korrektur: Z(N) = 331,25 × P1 – 16,739 × P2 – 22,331 × P3 + 6,7191 × P4 – 158,00.
In diesen Gleichungen ist P1 = If(7)/Ib(5), P2 = I/ΔI(0,5), P3 = Ib(0,3)/Ib(5) und P4 = Ib(5).
In diesem Ausführungsbeispiel ist Z(L) = –5,753. Da eine lineare Korrektur zur Plusseite hin durchgeführt wird, wenn –8 ≤ Z(L) < –4 ist, wird ein Korrekturbereich A_L aus der folgenden Gleichung berechnet: AL = {0,1205 × Ib(5) – 0,1049} × {–4 – Z}/{–4 – (–8)} = 0,1024.
Die Senorempfindlichkeit wird nicht korrigiert, da AL ≠ 0 ist. Der Wert 0,1024 wird ein Korrekturbereichzwischenwert C_L sein.
In diesem Ausführungsbeispiel ist Z(N) = –11,887. Da keine Korrektur durchgeführt wird, wenn –15 ≤ Z(N) < 5 ist, wird die Sensorempfindlichkeit korrigiert. Da Ib(5) × Temperaturkorrekturkoeffizient (T1) = 2,654 ist, und diese Zahl innerhalb eines Bereichs von 2,582–3,316 ist, ist eine Diskriminanzfunktion, die zur Korrektur der Sensorempfindlichkeit verwendet wird 150–200 mg/dL. Die Diskriminanzfunktion 150–200 mg/dL wird wie folgt definiert.
Eine Diskriminanzfunktion zum Korrigieren der Sensorempfindlichkeit von 150–200 mg/dL: Z(S3) = 43,581 × P1 – 25,041 × P2 – 25,472 × P3 + 2,0536 × P4 – 141,86.
In dieser Gleichung ist P1 = If(7)/Ib(5), P2 = I/ΔI(0,5), P3 = Ib(0,3)/Ib(5) und P4 = Ib(5).
In diesem Beispiel ist Z(S₃) = –2,827.
Da eine lineare Korrektur zur Plusseite hin durchgeführt wird, wenn –6 ≤ Z(S₃) < –2 ist, wird ein Korrekturbereich B_N für die folgende Gleichung berechnet. Dieser Wert B_N wird ein Korrekturbereichzwischenwert C_N sein. BN = CN = {0,0312 × Ib(5) – 0,0121} × {–2 – Z(S3)}/{–2 – (–6)} = 0,0146
Da zwei Diskriminanzfunktionen für die Hct-Korrektur in diesem Beispiel ausgewählt wurden, ist der Endkorrekturbereich D_I für die Korrektur I ein Mittelwert, der aus den zwei Korrekturbereichzwischenwerten C_L und C_N erlangt wird: D1 = (0,1024 + 0,0146) ÷ 2 = 0,0585
Damit kann ein Stromwert Ib(5)_I nach der Korrektur, der durch die Korrektur erlangbar ist, in folgender Weise erhalten werden: Ib(5)I = 2,654 + 0,0585 ≈ 2,713.
Da die Temperatur 25°C ist und der Vor-Temperatur-Korrekturstromwert Ib(5)' = Ib(5)_I ist, werden Rechenschritte zum Erlangen von Ib(5)_II in der folgenden Beschreibung ausgelassen. Da die Temperatur 25°C ist, ist der Temperaturkorrekturkoeffizient I und der Nach-Temperatur-Korrekturstromwert Ib(5)'' = Ib(5)' = 2,713. Dieser Wert Ib(5)'' wird für eine Kalibrierungskurve substituiert, die getrennt erzeugt wurde, um in eine Glucosekonzentration umgesetzt zu werden. Ein Mittelwert für Ib(5) der Daten einer Glucosekonzentration von 154 mg/dL und Hct 45%, das heißt ein Erwartungswert für Ib(5) für eine Glucosekonzentration von 154 mg/dL, war 2,790. Eine Korrektur gemäß der vorliegenden Erfindung verringerte eine Abweichung von dem Erwartungswert (Wert vor der Korrektur = 2,142; Wert nach der Korrektur = 2,713).
In diesem Ausführungsbeispiel wurden Fehler, die durch die physikalischen Eigenschaften der Probe und die Sensorempfindlichkeit verursacht wurden, verringert. Dies wird unten mit Bezug zu einem Ergebnis eines Falles erläutert, bei den die Glucosekonzentration 150 mg/dL war.
Zehn Chargen × Zahl N (10) der Sensoren wurden für jede Hct-Probe gemessen. Der Variationskoeffizient (CV)(%) für die Gesamtmessdaten variierte vor und nach der Korrektur wie unten beschrieben. Die Tabelle unten zeigt, dass Fehler, die durch Sensorempfindlichkeit verursacht wurden, verringert wurden.
Tabelle 7
Da der Hämtokritwert sich in Abhängigkeit von den Individuen unterscheidet, ist der Standardwert in der vorliegenden Erfindung 45%. Die Abweichungen (%) der Strommittelwerte der entsprechenden Hct-Proben von einem Strommittelwert von einer Hct-45%-Probe sind in Tabelle 2 gezeigt. Es ergibt sich aus dieser Tabelle, dass Fehler, die durch Hct verursacht wurden, weiter korrigiert wurden.
Tabelle 8
Als eine Kennzahl zum Anzeigen einer maximalen Abweichung eines erlangten Messwerts von einem wahren Wert oder von einem Erwartungswert wird ein Gesamtfehler (TE) betrachtet. TE ist wie folgt definiert. TE(%) = DEV(%) + 1,65 × CV(%)
Ein Koeffizient 1,65 eines CV-Ausdrucks ist ein Wert des Z-Werts (ein Wert, der nicht eine Diskriminanz-Auswertung darstellt, sondern ein Wert in einer Standardnormalverteilung) mit einer einseitigen Wahrscheinlichkeit von 5% der Standardnormalverteilung und TE ist, wie in diesem Ausdruck definiert, ein Divergenzbereich, von dem angenommen wird, dass 95% der gesamten Daten eingeschlossen sind.
TE für dieses Beispiel ist in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 9
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie oben erläutert können gemäß dem Messverfahren der vorliegenden Erfindung können Fehler in Bezug auf Analyten, die durch Faktoren wie physikalische Eigenschaften der Probe und Sensorempfindlichkeit verursacht wurden, wirksam ohne Modifikation der Zusammensetzungen einer chemischen Reaktionsschicht oder eines Elektrodensystems eines Sensors korrigiert werden und auf diese Weise kann ein verlässlicher Messwert erlangt werden.

Claims

Elektrochemisches Messverfahren zum Messen einer Konzentration eines Analyten in einer Probe unter Verwendung eines Biosensors, bei dem die Konzentration des Analyten durch zweimaliges Anlegen einer vorbestimmten Spannung an den Biosensor nach der Probenzuführung erlangt wird, die Parameter P1 und P2 aus den Stromwerten berechnet werden, die nach dem Anlegen auftreten, und die Fehler dieser Parameter durch statistische Methoden korrigiert werden, wobei P1: ein Verhältnis (If/Ib) ist, wobei (If) der maximale Stromwert oder ein Strom, der nach dem Maximum bei einer ersten Anregung auftritt, und (Ib) der Stromwert ist, der zu irgendeinem Zeitpunkt während der zweiten Anregung aufgenommen wird; P2: ein Strom (Ib) ist, der zu irgendeinem Zeitpunkt während der zweiten Anregung aufgenommen wird.
Messverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Stromwert (Ib) zu irgendeinem Zeitpunkt bei der zweiten Anregung, die für die Parameter P1 und P2 verwendet wird, ein Endstromwert (Ib(β)) während des zweiten Anregungsstroms ist.
Messverfahren nach Anspruch 1, bei dem zumindest einer der Parameter P3 und P4 zusammen mit den Parametern P1 und P2 verwendet wird, wobei P3: ein Wert (I/ΔI(δ)) ist, der durch Normalisieren einer Ableitung oder eines Differentials zu einem Zeitpunkt bei der zweiten Anregung mit einem Stromwert zu demselben Zeitpunkt erlangt wird, und P4: ein Verhältnis (Ib(α)/Ib(β)) des Ausgangsstromwerts (Ib(α)) zu einem Endstromwert (Ib(β)) bei der zweiten Anregung ist.
Messverfahren nach Anspruch 3, bei dem zumindest einer der Parameter P3 und P4 durch einen nächsten Erwartungswert ersetzt wird, wenn der Parameter außerhalb des Erwartungsbereichs ist.
Messverfahren nach Anspruch 1, bei dem eine geeignete Korrektur entsprechend einer Umgebungstemperatur oder einer Probentemperatur durchgeführt wird, durch Anfertigen mehrerer Korrekturformeln unter Verwendung einer statistischen Methode entsprechend der Umgebungstemperatur oder der Probentemperatur und durch Auswählen einer optimalen Korrekturformel aus den Formeln.
Messverfahren nach Anspruch 5, bei dem die Konzentration des Analyten in der Probe erlangt wird, wenn die Umgebungstemperatur oder die Probentemperatur dem Grenzbereich des Temperaturbereichs entspricht, der für die Korrekturformel verwendet wird, durch Auswählen beider Korrekturformeln benachbart zu der Grenze, Berechnen der Korrekturbereiche aus den entsprechenden Formeln, Addieren der Mittelwerte oder der gewichteten Mittelwerte zu dem Stromwert für eine Umsetzung in eine Konzentration und Erlangen der Konzentration in Abhängigkeit von dem Zusatzwert.
Messverfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Diskriminanzfunktion aus den Parametern ausgewählt wird.
Messverfahren nach Anspruch 7, bei dem eine Diskriminanzauswertung durch die Diskriminanzfunktion erlangt wird und die Konzentration des Analyten aus einem Korrekturbereich proportional zu der Diskriminanzauswertung berechnet wird.
Messverfahren nach Anspruch 7, bei dem ein Bereich zum Berechnen der Konzentration des Analyten in Abhängigkeit von einem festen Korrekturbereich unabhängig von der Diskriminanzauswertung und ein Bereich zum Berechnen der Konzentration des Analyten ohne Ausführen einer Korrektur gesetzt wird.
Messvorrichtung mit einem Instrument zum Messen einer Umgebungstemperatur oder einer Probentemperatur, einem Detektor zum Detektieren der Probenzuführung, einem Gerät zum Anlegen einer bestimmten Spannung an den Biosensor zu einem bestimmten Zeitpunkt, einem Instrument zum Messen eines Stromwerts, der durch eine elektrochemische Reaktion erzeugt wird, und einem Umsetzer zum Umsetzen des gemessenen Stromwerts in eine Konzentration des Analyten in der Probe, wobei das Instrument zum Messen der Temperatur, der Detektor zum Detektieren der Probenzuführung, das Gerät zum Spannungsanlegen, das Instrument zum Messen des Stromwerts und der Umsetzer so gesteuert werden, dass sie das Messverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführen.