專利名稱：檢測填充是否足量的方法和系統(tǒng)的制作方法
檢測填充是否足量的方法和系統(tǒng)根據(jù)35USC§ 119和/或§ 120的規(guī)定，本專利申請要求于2009年12月11日在 先提交的美國臨時申請序列號61/285，916的優(yōu)先權(quán)，該專利申請全文以引用方式并入本
申請中。
背景技術(shù)：
電化學(xué)傳感器一直以來被用于檢測或測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或多個電極，其中該試劑混合物包含至少一種電子轉(zhuǎn)移劑 (也稱為“電子介質(zhì)”)和因分析物而異的生物催化蛋白質(zhì)(如具體的酶)。此類傳感器依 靠電子介質(zhì)和電極表面之間的電子轉(zhuǎn)移，并通過測量電化學(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分析物的濃度相關(guān)的電信號監(jiān)測電 子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。利用此類電化學(xué)傳感器檢測體液(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，對維持某些個體的健康至關(guān)重要。在保健領(lǐng) 域，人們(例如糖尿病患者)必須對其體液內(nèi)的特定組分進(jìn)行監(jiān)測。許多系統(tǒng)能夠測試體 液(例如，血液、尿液或唾液)，以方便地監(jiān)測特定體液組分(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)測血糖濃度。通過對糖尿病患者的血糖濃度進(jìn)行常規(guī)測試和控制，可 以降低患者眼睛、神經(jīng)和腎臟嚴(yán)重受損的風(fēng)險。當(dāng)測試樣品中存在干擾物質(zhì)時，會對測量產(chǎn)生不良影響并導(dǎo)致檢測信號不準(zhǔn)確， 從而對電化學(xué)生物傳感器產(chǎn)生負(fù)面影響。導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確的另一個原因是施加到測試條上 的樣品量不足。導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確的這些原因會使血糖讀數(shù)不準(zhǔn)，使患者對血糖濃度的潛在 威脅完全不自知。例如，已知在美國專利No. 5，582，697中，將附加的填充檢測電極設(shè)置在工作電極 下游，可以確定施加到測試條上的流體是否足量。但附加電極會增大電極腔的尺寸，進(jìn)而增 加填充電極腔所需的樣品體積。

發(fā)明內(nèi)容
申請人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，需要一種系統(tǒng)和方法來確定施加到測試條的流體樣品是否足 量，其中測試條不需要單獨的填充檢測電極。鑒于上述內(nèi)容并根據(jù)一個方面，提供了操作具有測量儀和測試條的系統(tǒng)的方法。 測試條包括第一工作電極、共用參比電極和第二工作電極，其中所有電極都涂覆有介質(zhì)層。 在一個實施例中，在覆蓋第一工作電極的介質(zhì)層的一部分上設(shè)置有測量第一分析物濃度的 第一試劑層，在覆蓋第二工作電極的介質(zhì)層的一部分上設(shè)置有測量第二分析物濃度的第二 試劑層。在另一個實施例中，第一工作電極僅涂覆有介質(zhì)層。測量儀包括電子電路，用于在共用參比電極和第一工作電極之間施加第一測試電 壓，并在共用參比電極和第二工作電極之間施加第二測試電壓。測量儀還包括信號處理器，用于測量第一測試電流和第二測試電流，并根據(jù)第一測試電流和第二測試電流計算至少兩 種分析物濃度。該方法可通過以下步驟實現(xiàn)在測試條內(nèi)的第一工作電極、共用參比電極和 第二工作電極之間施加第一電壓；測量第一時間段期間在第一工作電極處的電流；在第一 時間段之后的第二時間段期間在共用參比電極和第二工作電極之間施加不同于第一電壓 的電壓；用測量儀測量第二時間段期間在第二工作電極處的電流；根據(jù)第一電流預(yù)測第二 時間段期間在第二工作電極處的估計的第二電流；評價第二時間段期間在第二工作電極處 測得的第二電流與估計的第二電流之間的差值；并在第二時間段期間測得的第二電流與估 計的第二電流之間的差值大于可接受限度時，顯示指示樣品量不足的出錯狀態(tài)。在一個實施例中，第一電壓為零，并且在第一工作電極、共用參比電極和第二工作 電極之間施加約0秒至約4秒。在一個實施例中，在第一時間段之后的第二時間段期間施加的不同于第一電壓的 電壓包括約200毫伏至約500毫伏的電壓。 在一個實施例中，根據(jù)與來自充分填充的樣品的已知第一電流數(shù)據(jù)和已知第二電 流數(shù)據(jù)相關(guān)的測得的第一電流，確定在第二時間段期間的估計的第二電流。在一個實施例中，可接受限度包括約-40%至約+40%。在結(jié)合首先簡要描述的附圖參照下面對于本發(fā)明的更詳細(xì)描述的情況下，這些以 及其他的實施例、特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。


并入本文中并且構(gòu)成本說明書一部分的附圖示意性地示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施 例，并且與上面所給出的概述和下面所給出的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明的特征(其中 相似的標(biāo)號表示相似元件)，其中圖1示出用于測量至少兩種分析物濃度的系統(tǒng)的示例性實施例的俯視圖；圖2示出測試條的示例性實施例的分解透視圖；圖3示出圖2所示測試條的示例性實施例的俯視圖；圖4A和4B示出設(shè)置在測試條遠(yuǎn)端部分的導(dǎo)電層上的介質(zhì)層和試劑層的示例性實 施例的俯視圖；圖5示出與圖2和3的測試條形成電連接的圖1所示測量儀的功能元件的示例性 實施例的示意圖；圖6示出利用圖1所示系統(tǒng)確定樣品是否足量的方法的示例性實施例的流程圖；圖7示出顯示測量儀施加到測試條的測試電壓的圖表的示例性實施例；圖8A示出顯示當(dāng)圖7的測試電壓施加到測試條時所產(chǎn)生的電流的圖表的示例性 實施例；圖8B示出當(dāng)圖7的測試電壓施加到測試條時在第二電極處產(chǎn)生的測試電流；圖8C示出第一電極在、產(chǎn)生的電流和第二電極在tT產(chǎn)生的電流之間的相關(guān)性， 其中的數(shù)據(jù)為一組校準(zhǔn)測試條產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)。圖8D示出tT處的第二電流和tT處的實際第二電流之間的相關(guān)性。圖9A示出在將主題方法的示例性實施例應(yīng)用于采用圖2和3所示測試條獲得的 數(shù)據(jù)之前的一致誤差網(wǎng)格(Concensus Error Grid)；
圖9B示出在將主題方法的示例性實施例應(yīng)用于采用圖2和3所示測試條獲得的 數(shù)據(jù)之后的一致誤差網(wǎng)格。
具體實施例方式以下詳細(xì)說明應(yīng)參考附圖來閱讀，其中不同附圖中的相同元件使用相同編號。附 圖(未必按比例繪制)描寫所選擇的實施例，并不旨在限制本發(fā)明的范圍。詳細(xì)說明以舉 例的方式而不是限制性方式說明了本發(fā)明的原理。此描述明確地允許本領(lǐng)域的技術(shù)人員能 夠制備和使用本發(fā)明，并且描述了本發(fā)明的若干實施例、修改形式、變型形式、替代形式和 用途，包括目前據(jù)信是實施本發(fā)明的最佳方式。本文所用的針對任何數(shù)值或范圍的術(shù)語“約”或“大約”表示允許部件或多個元件 的集合可以完成如本文所描述的其想要達(dá)到的目的的適當(dāng)?shù)某叽绻睢Ａ硗猓疚乃玫?術(shù)語“患者”、“宿主”、“使用者，，和“受試者，，是指任何人或動物受試者，并不旨在將系統(tǒng)或 方法局限于人使用，不過本主題發(fā)明在人類患者中的使用代表著優(yōu)選的實施例。圖1示出用于測量至少兩種分析物濃度的系統(tǒng)100，其中系統(tǒng)100包括測量儀102 和測試條200。測量儀102包括顯示器104、外殼106、多個用戶界面按鈕108和測試條口 110。測量儀102還包括在外殼106內(nèi)的電子電路，例如存儲器120、微處理器122、用于施 加測試電壓并測量至少兩個測試電流值的電子元件。測試條200的近端部分204可插入測 試條口 110。顯示器104可輸出至少兩種分析物濃度(如葡萄糖和/或酮濃度)，并可用來 顯示提示用戶測試流程的用戶界面。多個用戶界面按鈕108讓使用者可以通過瀏覽用戶界 面軟件來操作測量儀102。顯示器104可以任選地包括背光源?？蛇x的數(shù)據(jù)端口 114接納附接到連接線上的合適連接器，從而允許測量儀102連 接到外部裝置(例如個人計算機(jī))。數(shù)據(jù)端口 114可為允許進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜魏味丝?串 行或并行)，例如有線或無線形式的串行端口或并行端口。運行適當(dāng)軟件的個人計算機(jī)允許 訪問和修改配置信息(例如當(dāng)前時間、日期和語言)，并且可對測量儀102收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析。此外，個人計算機(jī)能夠執(zhí)行高級分析功能，和/或向其他計算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)(即通過互 聯(lián)網(wǎng))以提高診斷和治療能力。測量儀102與本地或遠(yuǎn)程計算機(jī)相連接有利于提高保健提 供者的診治能力。圖2和3分別為測試條200的示例性分解透視圖和俯視裝配圖，其中測試條可包 括設(shè)置在基片205上的七個層。設(shè)置在基片205上的七個層可以是導(dǎo)電層250、絕緣層216、 介質(zhì)層222、第一試劑層2M和第二試劑層226、粘合劑層沈0、親水層270和頂層觀0。測試 條200可通過一系列步驟制造，其中導(dǎo)電層250、絕緣層216、介質(zhì)層222、第一試劑層224、 第二試劑層2 和粘合劑層260使用(例如)絲網(wǎng)印刷工藝依次設(shè)置在基片205上。親水 層270和頂層280可以從卷料設(shè)置并層合到基片205上，作為一體的層合物或作為單獨的 層。如圖2所示，測試條200具有遠(yuǎn)端部分203和近端部分204。測試條200可包括樣品接納室四2，血樣可通過該樣品接納室抽取。樣品接納室 292可包括位于測試條200近端的入口。如下所述，親水層270內(nèi)包括出口或排氣孔。可 以將血樣施加到入口，以填充樣品接納室四2，從而可以測量至少兩種分析物濃度。位于第 一試劑層2M和第二試劑層2 附近的粘合劑層260的開口部分的側(cè)邊限定了樣品接納室 292的壁，如圖2所示。樣品接納室四2的底部或“底板”可包括基片205、導(dǎo)電層250和絕緣層216的一部分。樣品接納室292的頂部或“頂板”可包括遠(yuǎn)側(cè)親水性部分232。對于測試條200，如圖2所示，基片205可用作基底，以幫助支撐隨后施加的層?；?片205可具有聚酯片的形式，例如，可從Mitsubishi之類供應(yīng)商商購獲得的聚對苯二甲酸 乙二酯(PET)材質(zhì)薄片?；?05可以為卷筒形式，標(biāo)稱350微米厚，370毫米寬，大約60 米長。需使用導(dǎo)電層來形成電極，該電極可用于對葡萄糖進(jìn)行電化學(xué)測定。導(dǎo)電層250 可由絲網(wǎng)印刷到基片205上的碳素油墨制成。在絲網(wǎng)印刷工藝中，碳素油墨被加載到絲網(wǎng) 上，然后利用刮墨刀將油墨透過絲網(wǎng)轉(zhuǎn)印。印刷的碳素油墨可利用約140°C的熱空氣干燥。 碳素油墨可包含VAGH樹脂、炭黑、石墨(KS 15)和用于所述樹脂、炭黑和石墨的混合物的 一種或多種溶劑。更具體地講，碳素油墨可包含適當(dāng)比率的炭黑和VAGH樹脂，并可從例如 DuPont> Fujifilm Sericol > Gwent> Acheson 或 Eltecks 商購獲得。如圖2所示，對于測試條200，導(dǎo)電層250可包括第一工作電極212、第二工作電 極214、第一工作電極212與第二工作電極214共用的參比電極210、參比接觸片211、第一 接觸片213、第二接觸片215、參比電極軌道207、第一工作電極軌道208、第二工作電極軌道 209和測試條測棒217。在圖2所示實施例中，參比電極210位于第一工作電極212和第二 電極214之間，從而最大程度地減小第一工作電極212和第二電極214之間的串?dāng)_。此外， 第一工作電極212位于參比電極210和第二工作電極214的上游。在另一個實施例中(未 示出)，第二工作電極214位于參比電極210和第一工作電極212的上游。導(dǎo)電層可由碳素油墨形成。參比接觸片211、第一接觸片213和第二接觸片215能 夠電連接到測量儀。參比電極軌道207提供從參比電極210至參比接觸片211的電連續(xù)通 道。類似地，第一工作電極軌道208提供從第一工作電極12至第一接觸片213的電連續(xù)通 道。類似地，第二工作電極軌道209提供從第二工作電極214至第二接觸片215的電連續(xù) 通道。測試條測棒217電連接到參比接觸片211。測量儀可通過測量參比接觸片211和測 試條測棒217之間的連續(xù)性來檢測測試條200是否正確插入。絕緣層216可包括矩形孔隙218，該孔隙暴露出參比電極210、第一工作電極212 和第二工作電極214的一部分，這些部分都可以被液體樣品潤濕。第一工作電極212、第二 工作電極214和參比電極210的面積可被定義為暴露于液體樣品的面積。除了限定電極面 積之外，絕緣層216還可阻止液體樣品接觸電極軌道207、208和209。重要的是精確限定工 作電極的功能面積，因為測試電流的大小與電極的有效面積成正比。例如，絕緣層216可以 為從Ercon，Inc.購得的Ercon油墨。此時的測試條可用等離子體處理。高壓交流電在大 氣溫度和大氣壓力下產(chǎn)生了由電離的高能粒子組成的等離子體。使所得的等離子體在距基 片大約100毫米處以氣流形式拂向下游，以對基片產(chǎn)生作用。等離子處理用來對絲網(wǎng)印刷 的碳基電極表面進(jìn)行改性。據(jù)信，這種表面改性可以提高碳表面的電化學(xué)活性，并增加印刷 層的表面能，以使印刷層和隨后印刷的層之間可以更好地粘合。據(jù)信，等離子處理還可以改 善碳表面的電化學(xué)性質(zhì)，使其與介質(zhì)的反應(yīng)更為理想。介質(zhì)層222包含鐵氰化物之類的介質(zhì)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)之類的輔 因子。在一個實施例中，介質(zhì)層222可包含鐵氰化鉀、NADH、Tris-HCL緩沖液、羥乙基纖維 素、DC 1500消泡劑、CabosilTS 610、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯、Triton X-100、氯化鈣 和高純度水。
第一試劑層2 和第二試劑層2 均設(shè)置在介質(zhì)層222上，如圖2所示。第二試 劑層2 設(shè)置在第二工作電極214和參比電極210上方的介質(zhì)層222上。第一試劑層2 和第二試劑層2 均可包含酶之類的化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)有選擇地與目標(biāo)分析物反應(yīng)以確定 分析物濃度。用于監(jiān)測糖尿病的示例性目標(biāo)分析物包括葡萄糖和酮。在一個實施例中，第 一試劑層2M包含有選擇地與酮反應(yīng)的至少一種酶，第二試劑層2 包含有選擇地與葡萄 糖反應(yīng)的酶。在另一個實施例中(未示出)，第一試劑層2M不包含有選擇地與分析物反應(yīng) 的酶，第二試劑層2 包含有選擇地與葡萄糖反應(yīng)的酶。在一個實施例中，試劑層中用于確定酮濃度的組分包括β -羥丁酸脫氫酶(BHD)、 Tris-HCL緩沖液、羥乙基纖維素、鐵氰化鉀、DC 1500消泡劑、Cabosil TS 610、聚乙烯吡咯 烷酮-乙酸乙烯酯、Triton X-100、氯化鈣和高純度水。在又一個實施例中，用于測定酮濃 度的試劑層包含第二種酶，例如黃遞酶。適用于試劑層中對葡萄糖濃度進(jìn)行測定的酶的例子包括葡萄糖氧化酶或葡萄糖 脫氫酶。更具體地講，葡萄糖脫氫酶可具有吡咯喹啉醌(PQQ)輔因子或黃素腺嘌呤二核苷 酸(FAD)輔因子。在一個實施例中，試劑層內(nèi)用于確定葡萄糖濃度的組分可包括葡萄糖氧 化酶、Tris-HCL緩沖液、羥乙基纖維素、鐵氰化鉀、DC 1500消泡劑、CabosilTS 610、聚乙烯 吡咯烷酮-乙酸乙烯酯、Triton X-100、氯化鈣和高純度水。第一試劑層2 和第二試劑層2 可由設(shè)置在介質(zhì)層222上并干燥的試劑油墨形 成。請注意，試劑油墨也可被稱作酶油墨或試劑制劑。試劑油墨通常含有液體(例如緩沖 液)，用來分散和/或溶解用于對葡萄糖之類的分析物進(jìn)行電化學(xué)檢測的物質(zhì)。在一個實施 例中，第一試劑層2 和第二試劑層2 可通過兩個相繼的步驟絲網(wǎng)印刷到介質(zhì)層222上。 可將試劑油墨裝載到絲網(wǎng)上，使絲網(wǎng)完全被油墨覆蓋。接著，使用刮墨刀將試劑油墨穿過絲 網(wǎng)轉(zhuǎn)印到介質(zhì)層222上。待試劑油墨沉積之后，可用約50°C的熱空氣對其進(jìn)行干燥。在一個實施例中，第一試劑層2M的面積足夠大，可以覆蓋第一工作電極212的整 個面積；并且第二試劑層2 足夠大，可以覆蓋第二工作電極214和參比電極210的整個面 積。第一試劑層2 和第二試劑層2 均具有足夠的寬度和長度，至少可以覆蓋測試條200 內(nèi)可使用的最大電極面積。第一試劑層2 和第二試劑層226的寬度可為約2毫米，超過 矩形孔隙218寬度的兩倍。參見圖2，在沉積第一試劑層2M和第二試劑層2 之后，可以在測試條200上設(shè) 置粘合劑層260。可以將粘合劑層260排列為緊鄰或接觸第一試劑層2M和第二試劑層 226、或局部重疊其上。粘合劑層260可包含從供應(yīng)商處商購獲得的水基丙烯酸共聚物壓敏 粘合劑。粘合劑層260設(shè)置在絕緣層216、導(dǎo)電層250和基片205的一部分上。粘合劑層 260將親水層270粘結(jié)到測試條200上。親水層270可包括遠(yuǎn)側(cè)親水部分232和近側(cè)親水部分234，如圖2所示。遠(yuǎn)側(cè)親水 部分232和近側(cè)親水部分234之間具有間隙235。間隙235用作血液填充樣品接納室292 時的側(cè)排氣孔。親水層270可為具有一個親水表面(例如防霧涂層)的聚酯，其可商購獲得。加到測試條200上的最終層是頂層觀0，如圖2所示。頂層280可包括透明部分 236和不透明部分238。頂層280設(shè)置在親水層270上并與之粘合。頂層280可為聚酯，其 在一側(cè)具有粘合劑涂層。應(yīng)該指出的是，透明部分236基本上覆蓋遠(yuǎn)側(cè)親水部分232，讓使用者可目視確認(rèn)樣品接納室292是否已充分注滿。不透明部分238幫助使用者觀察樣品接 納室四2中的有色流體(例如血液)和不透明部分238之間的高度對比。圖5示出與測試條200連接的測量儀102的簡化示意圖。測量儀102包括參比連 接器180、第一連接器182和第二連接器184，它們分別與參比接觸片211、第一接觸片213 和第二接觸片215形成電連接。上述三個連接器是測試條口 110的一部分。進(jìn)行測試時， 第一測試電壓源186可以在第一工作電極212和參比電極210之間施加第一測試電壓義。 施加第一測試電壓V1后，測量儀102可測得第一測試電流I115類似地，第二測試電壓源188 在第二工作電極214和參比電極210之間施加第二測試電壓V2。施加第二測試電壓V2后， 測量儀102可測得第二測試電流I2。在一個實施例中，第一測試電壓V1和第二測試電壓V2 可大致相等。如圖4A所示，三個電極(第一工作電極212、參比電極210和第二工作電極214) 均涂覆有基質(zhì)層，該基質(zhì)層含有設(shè)置在其中的合適介質(zhì)(例如釕或鐵氰化物)。第一酶試 劑225沉積在第一工作電極212和參比電極210中的每一個的至少一部分上。第二酶試劑 226沉積在參比電極210和第二工作電極214上。據(jù)信，該構(gòu)造允許檢測兩種不同的分析 物。為了解釋該實施例的操作，可參考圖4B中測試條的一部分的示意性構(gòu)造。在圖4B 中，測試條的所有電極Ο10、212和214)均覆蓋著其中分散有合適介質(zhì)(如鐵氰化物)的 基質(zhì)層222。將測試條插入測量儀，此時測量儀向每個電極對(第一電極對為第一工作電極 212和參比電極210，第二電極對為第二工作電極214和參比電極210)施加約OV的第一電 壓。當(dāng)測試條充滿含有多種分析物(如酮和葡萄糖)的血液230時，酶在被血液230潤濕 之后與鐵氰化物反應(yīng)，形成亞鐵氰化物。在保持第一電壓(例如約0V)的情況下，據(jù)信在施 加第二電壓(例如約400mV)之前，不會出現(xiàn)亞鐵氰化物在電催化下再氧化回鐵氰化物的情 況。在第二酶試劑2 包含葡萄糖脫氫酶(其可包含PQQ輔因子或FAD輔因子)的情況下， 第二工作電極214上的反應(yīng)會較為迅速，這使得亞鐵氰化物迅速聚集在第二工作電極214 處。據(jù)信，任何亞鐵氰化物在第一工作電極212處的聚集量都遠(yuǎn)小于在第二工作電極214 處的聚集量。因此，在第一工作電極212和第二工作電極214之間形成了亞鐵氰化物的濃 度梯度。據(jù)信，該濃度梯度會在第一工作電極212和第二工作電極214之間產(chǎn)生電勢差。然而，因為三個電極均電連接到充當(dāng)鹽橋的樣品230，由此形成的電路產(chǎn)生第二負(fù) 電流，用于恢復(fù)因施加第一電壓(例如約0V)而產(chǎn)生的電勢。據(jù)信，這會導(dǎo)致第二工作電極 214處的亞鐵氰化物氧化為鐵氰化物，并相應(yīng)地導(dǎo)致第一工作電極212處的鐵氰化物還原 為亞鐵氰化物。假設(shè)在第一對電極012和210)內(nèi)流動的任何反向電流成比例地偏小，那 么在施加第一電壓(例如約0V)的第一時間段期間，第二工作電極214實際上充當(dāng)“工作” 電極，而第一工作電極212實際上充當(dāng)“參比”電極。由于沉積的第二酶試劑2 基本上覆 蓋了第二工作電極214和參比電極210，所以認(rèn)為在第一時間段期間參比電極210充當(dāng)?shù)诙?工作電極，而第一工作電極212充當(dāng)單獨的參比電極。由于在第二時間段期間測得的第二 電流為單電極測量值，而在第一時間段期間測得的電流實際來自兩個集合電極(即第二工 作電極214和參比電極210)，因此認(rèn)為，如果在第一時間段期間測得的第一電流和在第二 時間段期間測得的第二電流顯示良好的相關(guān)性，則可以推測第一時間段期間的參比電極反 應(yīng)類似于第一時間段期間的第二工作電極反應(yīng)。因此，這種相似性表明電極被血樣230充分覆蓋，即，在充分填充的測試條中第二工作電極214和參比電極210均被充分覆蓋，從而 具有類似的行為。相反，如果在第二時間段期間測得的第二工作電極214的第二電流與在第一時間 段期間測得的第一電極對(第一工作電極212和參比電極210)的第一電流不一致，則認(rèn)為 造成這種偏差的原因可能是在第一時間段期間來自兩個通常相當(dāng)?shù)碾姌O的響應(yīng)不同，這意 味著電極未被充分填充。因此，通過在第一時間段期間向第一工作電極212和參比電極210施加合適的第 一電壓(例如約0V)，并在第二時間段期間施加不同于第一電壓的第二電壓，同時測量第二 工作電極214和參比電極210產(chǎn)生的第二電流，并將測得的第二電流與沉積在測試條的三 個電極上的生理樣品230的估計的第二電流進(jìn)行比較，申請人已經(jīng)能夠在不需要第四電極 的情況下檢測這三個電極是否充分填充樣品。參見圖6，下面描述方法300，該方法利用上述測量儀102和測試條200的實施例 確定施加到測試條的流體樣品是否足量。在示例性步驟310中，提供了測量儀102和測試 條200。測量儀102包括電路，利用該電路可以在時間段、內(nèi)向測試條施加(圖7)至少一 個第一測試電壓Vtl，并在、至tT的時間段期間向測試條施加至少一個第二測試電壓V2,并 測量流過第一工作電極212的第一電流Iwltiw3wi (在第一時間段、內(nèi))和流過第二工作 電極214的(在第二時間段tT內(nèi))。在示例性步驟320中，在將流體樣品施加到 測試條200之后，于、時刻在第一工作電極212、第二工作電極214和參比電極210之間施 加第一測試電壓例如約OmV)，持續(xù)時間為第一時間段、。第一時間段、通常為約0秒 至約4秒，更典型地為約3秒。圖8A為將圖7的第一測試電壓Vtl和第二測試電壓V2施加到測試條200的第一工 作電極上時測得的瞬變電流Al(即隨時間變化的電流響應(yīng)測量值，單位為毫微安)的示例 性時間電流圖。圖8A還示出第二工作電極的瞬變電流A2。在示例性步驟330中，在第一 時間段、結(jié)束處或結(jié)束處附近，測量了第一工作電極212和參比電極210之間的第一測試 電流Iwltiw3wi (通常記錄在測量儀中)。在示例性步驟340中，在第一時間段、之后，于、 時刻在第二工作電極214和參比電極210之間施加第二測試電壓V2,持續(xù)時間為總測試時 間tTo在tT時刻，測量第二測試電壓V2結(jié)束施加或臨近結(jié)束施加時來自第二工作電極 214和參比電極210的第二測試電流Iw2tm3WI (通常記錄在測量儀中)。施加在第二工作 電極214和參比電極210之間的第二測試電壓V2通常為約+IOOmV至約+600mV。在第二工 作電極212為碳素油墨而介質(zhì)為鐵氰化物的一個實施例中，第二測試電壓V2為約+400mV。 其他介質(zhì)和電極材料組合可能需要不同的測試電壓。第二測試電壓V2的持續(xù)時間通常為約 2秒至6秒，典型地為約5秒。通常，時間tT是相對于時間、測量的。在實踐中，第二測試 電流較短時間內(nèi)獲得的一組測量值的平均值，例如從tT時刻開始的0. 01秒內(nèi) 獲得的5個測量值的平均值。在示例性步驟360中，根據(jù)測量儀102中存儲的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)確定已知第一測試電流 1 1 時_和已知第二電流Iw2tTWeto。通過具有已知良好填充數(shù)據(jù)的樣品，繪制已知第一測 試電流tT時刻的已知第二測試電流Iw2tTWeto的函數(shù)關(guān)系圖(其中前者為縱坐 標(biāo)，后者為橫坐標(biāo))，可以在工廠生成校正曲線，例如，如圖8C所示的曲線。
圖8C顯示，對于第一時間段、結(jié)束處的每個第一電流Iwltl 存在對應(yīng)的第二 時間段tT結(jié)束處的第二電流Iw2tmeto，該電流聚集在具有足夠填充體積的樣品的這兩個電 流值之間的多個區(qū)域周圍。根據(jù)這些第一電流和第二電流，可以由已知的可接受的樣品填 充數(shù)據(jù)生成如圖8C所示的相關(guān)線C。根據(jù)圖8C所示測得的第一電流和已知第二電流之間的相關(guān)性，通過確定測得的 第一電流Iwltiw3wi (來自步驟330)沿圖8C的相關(guān)線C所處的位置，并繪出測得的第一電 流IwltmiWi的該值對應(yīng)于沿圖8C的χ軸的估計的第二電流的位置，可以確定估計電流Iw2tT
應(yīng)當(dāng)注意，該過程也可通過查找表實現(xiàn)。將表示為Iw2tTWfti+的該估計電流與在第二 時間段tT測得的第二電流Iw2tTW_相比較，確定這些一一對應(yīng)的值之間是否存在不可接受 的偏差。由圖8D可知，可以使用表征可接受填充(L2和L3)的合適標(biāo)準(zhǔn)差建立估計的第二 電流與測得的第二電流之間的充分相關(guān)性(Li)。簡言之，將、時刻測得的第一電流與已知良好填充數(shù)據(jù)(圖8C)結(jié)合使用，用于 預(yù)測第二時間段tT的估計的第二電流(對于給定的一批測試條)。然后，將tT時刻的估計 的第二電流(由圖8C推導(dǎo)出)與圖8D中tT時刻實際測得的第二電流相比較，以確定實際 測得的第二電流是否基本上等于估計的第二電流，或與估計的第二電流的偏差百分率是否 在可接受的范圍內(nèi)。在示例性步驟380中，如果測得的Iw2tm3WI與估計的第二電流間的差 值大于可接受的限度，則顯示出錯狀態(tài)。在一個實施例中，第二時間段期間的測得的第二電 流與第二時間段期間估計的第二電流可相差不超過約+/-40%。實例1 用圖2和3所示測試條確定樣品是否足量用圖2和3所示測試條對巧4份全血樣品進(jìn)行測試，其中全血樣品的葡萄糖濃度 在約60mg/dL至約500mg/dL的范圍內(nèi)，血細(xì)胞比容在約30%至約55%的范圍內(nèi)。對于這 些樣品中的每一份，在將大約OmV的第一電壓施加到測試條之后約3秒，測量第一工作電極 處在第一時間段期間的電流。此外，在將400mV電壓施加到測試條保持第一時間段之后施 加第二電壓(電壓值不同于第一電壓)，在施加第二電壓后約5秒，測量第二工作電極處在 第二時間段期間的電流。對于總數(shù)為巧4份樣品中的30份樣品，施加到測試條上的樣品不 夠。圖9A和9B示出在參比儀器上確定的作為基準(zhǔn)葡萄糖濃度函數(shù)的測試葡萄糖濃度 的一致誤差網(wǎng)格。一致誤差網(wǎng)格分析提供了評價血糖監(jiān)測裝置臨床準(zhǔn)確度的方法。此類 分析的誤差網(wǎng)格將裝置對基準(zhǔn)值的響應(yīng)劃分成五個臨床準(zhǔn)確度區(qū)域，即A至E區(qū)。A區(qū)顯 示臨床上準(zhǔn)確的結(jié)果；B區(qū)顯示臨床上不準(zhǔn)確但對患者健康的風(fēng)險極小的結(jié)果；C至E區(qū)顯 示對患者健康的潛在風(fēng)險不斷增加的臨床上不準(zhǔn)確的結(jié)果(參見Parkes，Joan L. et al., ANew Consensus Error Grid to Evaluatethe Clinical Significance of Inaccuracies in the Measurement of BloodGlucose, Diabetes Care, Vol. 23No. 8,1143-1147[2000] (Parkes, Joan L.等人，用于評價血糖測量過程中不準(zhǔn)確度的臨床意義的新型一致誤差網(wǎng) 格，《糖尿病治療》，2000年第23卷第8期，第1143-1147頁))。可以根據(jù)落在各個誤差網(wǎng)格 區(qū)內(nèi)的結(jié)果的百分比制定規(guī)范。在本實例中，期望至少95%的數(shù)據(jù)落在A區(qū)和B區(qū)內(nèi)。圖 9A示出的數(shù)據(jù)包括充分填充樣品的測試條和部分填充樣品的測試條的測試結(jié)果。圖9B示 出去掉部分填充測試條的結(jié)果后的數(shù)據(jù)。下表1給出了數(shù)據(jù)落在每個區(qū)內(nèi)的百分比匯總，其中百分比是基于所有數(shù)據(jù)、以及去掉來自部分填充測試條的數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)。
表1 一致誤差網(wǎng)格分析匯總
權(quán)利要求
1.一種確定施加到測試條上的流體樣品是否足量的方法，所述測試條電連接到用于測 量葡萄糖濃度的測量儀上，所述方法包括提供所述測試條，所述測試條具有 第一工作電極； 共用參比電極； 第二工作電極；設(shè)置在所述第一工作電極的至少一部分、所述共用參比電極的至少一部分和所述第二 工作電極的至少一部分上的至少一個介質(zhì)層；設(shè)置在所述介質(zhì)層的至少一部分上的第一分析物試劑層，所述介質(zhì)層的至少一部分設(shè) 置在所述第一工作電極的至少一部分上；以及設(shè)置在所述介質(zhì)層的至少一部分上的第二分析物試劑層，所述介質(zhì)層的至少一部分設(shè) 置在所述第二工作電極的至少一部分和所述共用參比電極的至少一部分上；將生理樣品沉積在所述第一分析物試劑層和第二分析物試劑層的其中一個的至少一 部分上；在所述沉積之后，于第一時間段在所述第一工作電極、所述共用參比電極和所述第二 工作電極之間近似施加第一電壓；測量所述第一時間段期間在所述第一工作電極處的第一電流； 于所述第一時間段之后的第二時間段內(nèi)，在所述共用參比電極和所述第二工作電極之 間施加不同于第一電壓的電壓；測量所述第二工作電極和所述參比電極處的第二電流；預(yù)測所述第二時間段期間在所述第二工作電極處的估計的第二電流；評價所述第二時間段期間所述測得的第二電流和所述估計的第二電流之間的差值；并且如果所述第二時間段期間測得的第二電流與所述第二時間段期間估計的第二電流之 間的所述差值大于可接受限度時，顯示指示樣品量不足的出錯狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一電壓包括0V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一電壓在所述參比電極、所述第一工作電 極和所述第二工作電極之間施加約0秒至約4秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一時間段之后的第二時間段內(nèi)施加的不 同于第一電壓的所述電壓包括約200mV至約500mV的任何電壓值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)與來自充分填充樣品的已知第一電流數(shù)據(jù) 和已知第二電流數(shù)據(jù)相關(guān)的測得的第一電流，確定在所述第二時間段期間的估計的第二電 流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中測得的第二電流和估計的第二電流之間的可接受 限度包括約-40 %至約+40 %。
7.一種確定施加到測試條上的流體樣品是否足量的方法，所述測試條電連接到用于測 量葡萄糖濃度的測量儀上，所述方法包括在涂覆有設(shè)置在介質(zhì)層上的第一試劑層的第一工作電極、涂覆有介質(zhì)層的共用參比電 極和涂覆有設(shè)置在介質(zhì)層上的第二試劑層的第二工作電極之間施加第一電壓；測量所述第一時間段期間在所述第一工作電極處的電流；于所述第一時間段之后的第二時間段內(nèi)，在所述參比電極和所述第二工作電極之間施 加不同于第一電壓的電壓；用所述測量儀測量所述第二時間段期間在所述第二工作電極處的電流；預(yù)測所述第二時間段期間在所述第二工作電極處的估計的第二電流；評價所述第二時間段期間在所述第二工作電極處測得的第二電流和所述第二時間段 期間在所述第二工作電極處的估計的第二電流之間的差值；并且如果所述第二時間段期間測得的第二電流與所述第二時間段期間估計的第二電流之 間的所述差值大于可接受限度時，顯示指示樣品量不足的出錯狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一電壓包括0V。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一電壓在所述參比電極、所述第一工作電 極和所述第二工作電極之間施加約0秒至約4秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述第一時間段之后的第二時間段內(nèi)施加的 不同于第一電壓的所述電壓包括約200mV至約500mV。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中根據(jù)與來自充分填充樣品的已知第一電流數(shù)據(jù) 和已知第二電流數(shù)據(jù)相關(guān)的所述測得的第一電流，確定在所述第二時間段期間的所述估計 的第二電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述測得的第二電流和所述估計的第二電流之 間的所述可接受限度包括約-40%至約+40%。
13.—種測量使用者生理體液內(nèi)的至少葡萄糖濃度的分析物測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包 括測試條，所述測試條包括基片，及所述基片具有參比電極、涂覆有設(shè)置在具有介質(zhì)的基 質(zhì)層上的第一試劑層的第一工作電極、并具有設(shè)置在所述基質(zhì)層上的第二試劑層的第二電 極，所述電極被連接到相應(yīng)的接觸片上；以及分析物測量儀，所述分析物測量儀具有連接測試條口的測試電路，所述測試條口接納 所述測試條的所述接觸片，以使所述測量儀配置為通過比較所述第二工作電極處的預(yù)測的 第二電流與所述第二工作電極處測得的第二電流，確定所述試劑層中填充的樣品是否足 量。
全文摘要
本發(fā)明涉及檢測填充是否足量的方法和系統(tǒng)，并描述和示出一種示例性方法和具有測量儀與測試條的測量系統(tǒng)。所述測試條具有第一工作電極、參比電極和第二工作電極。在該方法中，利用來自已知第一電流和已知第二電流的可接受填充數(shù)據(jù)預(yù)測在所述測試順序內(nèi)近似所述第二時間段中的估計的第二電流(對于給定的一批測試條)。然后，將在近似所述第二時間段中的所述估計的第二電流與在實際測試過程中近似所述第二時間段中的測得的實際第二電流相比較，以確定所述測得的實際第二電流是否基本上等于所述估計的第二電流，或與所述估計的第二電流的偏差百分率是否在可接受的范圍內(nèi)，以確定測試條中的生理體液樣品是否足量。
文檔編號C12Q1/26GK102147388SQ201010602519
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者C·利奇, J·I·羅杰斯, J·莫法特, L·米爾斯, M·卡多西 申請人:生命掃描蘇格蘭有限公司