[發(fā)明專利]葡萄糖測(cè)量方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080050709.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN102625913A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·麥科爾;A·克拉格斯;S·麥金托什;S·布利瑟;M·卡多西
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 生命掃描蘇格蘭有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/487
• 分類號(hào): G01N33/487
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進(jìn);劉健

交叉引用

根據(jù)35USC§119和/或§120的規(guī)定，本專利申請(qǐng)要求于2009年9月29日和2009年12月14日在先提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)Serial?Nos.61/246,858和61/286,106的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請(qǐng)全文以引用方式并入本專利申請(qǐng)中。

背景技術(shù)

電化學(xué)傳感器一直以來(lái)被用于檢測(cè)或測(cè)量流體樣品中是否存在某種物質(zhì)。電化學(xué)傳感器包括試劑混合物以及一個(gè)或多個(gè)電極，其中該試劑混合物包含至少一種電子轉(zhuǎn)移劑(也稱為“電子媒介物”)和分析物特異性生物催化蛋白質(zhì)(如具體的酶)。此類傳感器依靠電子媒介物和電極表面之間的電子轉(zhuǎn)移，并通過(guò)測(cè)量電化學(xué)氧化還原反應(yīng)發(fā)揮作用。在電化學(xué)生物傳感器系統(tǒng)或裝置中，利用與流體樣品中被測(cè)分析物的濃度相關(guān)的電信號(hào)監(jiān)測(cè)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

利用此類電化學(xué)傳感器檢測(cè)體液(例如，血液或血源產(chǎn)物、淚液、尿液和唾液)內(nèi)的分析物已開始受到重視，并且在一些情況下，對(duì)維持某些個(gè)體的健康至關(guān)重要。在保健領(lǐng)域，人們(例如糖尿病患者)必須對(duì)其體液內(nèi)的特定組分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。許多系統(tǒng)能夠測(cè)試體液(例如，血液、尿液或唾液)，以方便地監(jiān)測(cè)特定體液組分(例如，膽固醇、蛋白質(zhì)和葡萄糖)的含量。糖尿病是一種因胰島素分泌不足而導(dǎo)致無(wú)法適當(dāng)消化糖的胰腺疾病，該病患者每日都需要認(rèn)真監(jiān)測(cè)血糖濃度。通過(guò)對(duì)糖尿病患者的血糖濃度進(jìn)行常規(guī)測(cè)試和控制，可以降低患者眼睛、神經(jīng)和腎臟嚴(yán)重受損的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)某些血液成分存在時(shí)，會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生不良影響并導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)不準(zhǔn)確，從而對(duì)電化學(xué)生物傳感器產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，測(cè)量不準(zhǔn)確將會(huì)使血糖讀數(shù)不準(zhǔn)，使患者無(wú)法察覺(jué)血糖濃度的潛在威脅。作為一個(gè)例子，血液的血細(xì)胞比容(即血紅細(xì)胞在血液中所占的數(shù)量百分比)會(huì)對(duì)所得分析物濃度的測(cè)定造成錯(cuò)誤。

血液中血紅細(xì)胞容積的變化會(huì)造成一次性電化學(xué)測(cè)試條所測(cè)得的葡萄糖讀數(shù)出現(xiàn)差異。通常，高血細(xì)胞比容下會(huì)出現(xiàn)負(fù)偏倚(即計(jì)算出的分析物濃度偏低)，低血細(xì)胞比容下會(huì)出現(xiàn)正偏倚(即計(jì)算出的分析物濃度偏高)。在高血細(xì)胞比容下，例如，血紅細(xì)胞可能會(huì)阻礙酶和電化學(xué)媒介物的反應(yīng)，降低化學(xué)溶解率，因?yàn)橛糜谑够瘜W(xué)反應(yīng)物成溶劑化物的血漿量較低并且媒介物的擴(kuò)散速度慢。這些因素會(huì)造成比預(yù)期葡萄糖讀數(shù)偏低，因?yàn)殡娀瘜W(xué)過(guò)程中產(chǎn)生的電流較小。相反，在低血細(xì)胞比容下，可影響電化學(xué)反應(yīng)的血紅細(xì)胞數(shù)量比預(yù)期要少，因而測(cè)得的電流也更大。此外，血樣電阻也與血細(xì)胞比容相關(guān)，這會(huì)影響電壓和/或電流測(cè)量。

目前已采取了多個(gè)策略來(lái)降低或避免血細(xì)胞比容變化對(duì)血糖造成的影響。例如，測(cè)試條被設(shè)計(jì)成具有多個(gè)可將樣品中的血紅細(xì)胞去除的篩目，或者含有多種化合物或制劑，用以提高血紅細(xì)胞的粘度并減弱低血細(xì)胞比容對(duì)濃度測(cè)定的影響。為了校正血細(xì)胞比容，其他測(cè)試條包括溶血?jiǎng)┖陀糜跍y(cè)定血紅蛋白濃度的系統(tǒng)。此外，生物傳感器還能夠通過(guò)以下方法測(cè)量血細(xì)胞比容：使用光照射血樣之后再測(cè)量光學(xué)變化，或根據(jù)樣品室填充時(shí)間的函數(shù)來(lái)測(cè)定血細(xì)胞比容。這些方法具有某些缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

申請(qǐng)人已認(rèn)識(shí)到需要這樣的系統(tǒng)和方法，其可用來(lái)測(cè)定準(zhǔn)確的葡萄糖濃度，從而避免本領(lǐng)域存在的不足。

鑒于上述內(nèi)容并根據(jù)一個(gè)方面，提供了操作具有測(cè)試儀和測(cè)試條的分析物測(cè)量系統(tǒng)的方法。測(cè)試條可包括參考電極、第一工作電極和第二工作電極，其中所述第一和第二工作電極分別涂覆有第一和第二試劑層。相應(yīng)的第一和第二試劑層設(shè)置在具有媒介物的基質(zhì)層上。測(cè)試儀可包括電子電路，用于在參考電極和第一工作電極之間施加測(cè)試電壓，并在參考電極和第二工作電極之間施加第二測(cè)試電壓。測(cè)試儀還可包括信號(hào)處理器，用于測(cè)量多個(gè)測(cè)試電流并用于根據(jù)測(cè)試電流來(lái)計(jì)算葡萄糖濃度。所述方法可通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：在參考電極和第二工作電極之間施加測(cè)試電壓；將含有分析物的血樣施加到測(cè)試條上之后，使用測(cè)試儀測(cè)量工作電極處的第一測(cè)試電流、第二測(cè)試電流和第三測(cè)試電流；根據(jù)第一、第二和第三測(cè)試電流確定葡萄糖濃度；以及顯示葡萄糖濃度。

在該示例性方法中，葡萄糖濃度可為由下列等式得到的數(shù)值：

其中：

G表示血細(xì)胞比容校正的葡萄糖濃度；

I₁表示第一測(cè)試電流；

I₂表示第二測(cè)試電流；

I₃表示第三測(cè)試電流；

p表示冪指數(shù)；

截距1表示由根據(jù)與參考葡萄糖濃度的關(guān)系曲線的線性回歸確定的截距值；以及

斜率1表示由根據(jù)與參考葡萄糖濃度的關(guān)系曲線的線性回歸確定的斜率值。