[發(fā)明專利]測(cè)量設(shè)備和與之使用的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110214013.5
• 申請(qǐng)日: 2005-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN102323309A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·弗拉赫爾蒂;I·哈丁;黃愛齡;S·G·伊恩加;S·武;魏保國(guó);S·迪亞蒙德;M·福里斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃葛梅崔克斯股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26;G01N27/403
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2004年5月30日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?0/521,592、于2005年3月25日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?0/594,285和于2005年4月15日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?0/907,790的優(yōu)先權(quán)，為了通用，它們中的每一個(gè)通過引用被合并在此。

背景技術(shù)

電化學(xué)反應(yīng)可用于測(cè)量溶液的量和濃度。

圖1是標(biāo)準(zhǔn)三電極結(jié)構(gòu)的電化學(xué)接口設(shè)備的示意圖，該電化學(xué)接口設(shè)備也稱為恒電勢(shì)器。電化學(xué)電池39具有參考電極37、反電極36和工作電極38。電池39包含被分析的物質(zhì)和為其功效所選擇的反應(yīng)物。反應(yīng)物形成部分的電化學(xué)反應(yīng)。將會(huì)理解，存在其它能夠完成這里所述功能的電路，并且這只是其一個(gè)實(shí)施例。

基于在輸入端34處的電壓輸入，在36處向電池施加電壓。34處的該電壓相對(duì)于地電位40被定義。在一些實(shí)施例中，這是已知的電壓。更一般地，在三電極系統(tǒng)中，36處的電壓假設(shè)確保在37和38之間的電位差基本上等于34和40之間的電位差所需要的任何值。

放大器35，優(yōu)選的為運(yùn)算放大器，被用于提供所需的增益并提供輸入端34與電極36和37之間的隔離。在圖1的布置中，增益是單位電壓增益并且放大器35的主要功能是在34處提供高阻抗輸入并提供充足的驅(qū)動(dòng)以便與電極36處遇到的任何阻抗工作。

由于發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，所以電流流動(dòng)。工作電極38承載該電流。選擇器31從電阻器組30選擇電阻器，以便選擇測(cè)量這個(gè)電流的電流范圍。放大器32，優(yōu)選地為運(yùn)算放大器形成部分的電路，通過該部分的電路，33處的輸出電壓表示經(jīng)過電極38的電流。33處的輸出電壓與38處的電流和所選電阻器的乘積成比例。

在一個(gè)例子中，諸如人血的血液被引入到電池中。電池中的反應(yīng)物影響涉及血液葡萄糖的化學(xué)反應(yīng)。34處恒定且已知的電壓被保持。記錄33處的輸出電壓，并且分析所記錄的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)測(cè)量在定義的測(cè)量間隔期間流過的總電流。(通常，該間隔是反應(yīng)執(zhí)行完成的間隔，盡管在一些實(shí)施例中，在不需要反應(yīng)執(zhí)行完成的情況下就進(jìn)行所期望的測(cè)量。)以如此方式，可測(cè)量血液中的葡萄糖水平。

將如下所述，34處的輸入可優(yōu)選地不為恒定。例如，優(yōu)選的是，34處的輸入是選擇用來最優(yōu)化某些測(cè)量的波形。例如，期望在輸入34處連接數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器的模擬輸出。

剛描述的測(cè)量可稱為“電流式”測(cè)量，選擇術(shù)語來表示經(jīng)過反應(yīng)電池的電流是正在被測(cè)量的電流。

在一些測(cè)量情況下，可能將如圖2所示的反電極和參考電極組合到單個(gè)電極41中。

現(xiàn)有技術(shù)電路的一個(gè)例子在于1992年7月16日公開的德國(guó)專利申請(qǐng)DE?41?00?727?A1中示出，該申請(qǐng)題目為“Analytisches?Verfahren?für?Enzymelektrodensensoren.”但是，該電路顯然不對(duì)反應(yīng)電池執(zhí)行電流式測(cè)量。相對(duì)于電池的參考電極(與電池的工作電極有關(guān)的)而不相對(duì)于反電極(與電池的工作電極有關(guān)的)，該電路執(zhí)行電壓讀取和電壓的整合功能。

在該電路中，測(cè)量的電位(尤其)是分析物濃度的函數(shù)。以不同的術(shù)語陳述同一點(diǎn)，該電路不產(chǎn)生也不能夠產(chǎn)生與分析物濃度無關(guān)的信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

圖3示出了對(duì)前述設(shè)備的改進(jìn)。在圖3中，提供理想的伏特計(jì)42，其可測(cè)量電極41，38兩端的電位。提供開關(guān)44，當(dāng)測(cè)量電位時(shí)，該開關(guān)是斷開的。以這種方式，電池39相對(duì)于其至少一個(gè)電極是“浮動(dòng)的”，允許不受放大器35處的信號(hào)影響的電壓測(cè)量。

開關(guān)44可以是機(jī)械開關(guān)(即繼電器)或FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)開關(guān)，或者固態(tài)開關(guān)。在簡(jiǎn)單的情況下，開關(guān)對(duì)于斷路是斷開的；更一般地，其對(duì)于非常高的電阻是斷開的。

在電流式測(cè)量和電位式測(cè)量之間隨意切換的能力為執(zhí)行對(duì)未知物的分析提供了巨大靈活性。該方法的各種潛在益處在于2004年8月23日提交的聯(lián)合待決的美國(guó)申請(qǐng)no.10/924,510中詳細(xì)地討論，為通用的目的，通過引用合并在此。

在于(何時(shí))提交的美國(guó)申請(qǐng)no.(案號(hào)15)和于(何時(shí))提交的美國(guó)申請(qǐng)no.(案號(hào)16)中詳細(xì)討論了測(cè)量方法，為了通用，它們中的每一個(gè)通過引用被合并在此。

具體實(shí)施方式

在若干圖中參考附圖來描述本發(fā)明。

圖1是標(biāo)準(zhǔn)三電極結(jié)構(gòu)的電化學(xué)接口設(shè)備的示意圖，該電化學(xué)接口設(shè)備也稱為恒電勢(shì)器。

圖2示出了將反電極和參考電極合并到單個(gè)電極41中的布置。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明對(duì)前述設(shè)備的改進(jìn)。

圖4a和4b示出了使用兩個(gè)開關(guān)而不是圖3中的單個(gè)開關(guān)的實(shí)施例。