用于測定對血細(xì)胞比容不敏感的葡萄糖濃度的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于測定對血細(xì)胞比容不敏感的葡萄糖濃度的系統(tǒng)和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 生理流體（例如血液或血液衍生產(chǎn)品）中的分析物檢測對于當(dāng)今社會的重要性日 益增加。分析物檢測分析法發(fā)現(xiàn)用于多種應(yīng)用中，包括臨床實(shí)驗(yàn)室測試、家庭測試等，其中 此類測試結(jié)果在對多種病癥的診斷和管理中發(fā)揮著重要作用。所關(guān)注的分析物包括用于糖 尿病管理的葡萄糖、膽固醇等等。響應(yīng)于分析物檢測的此重要性日益增加，已開發(fā)了多種應(yīng) 用于臨床和家庭的分析物檢測方案和裝置。
[0002] 對于分析物檢測所采用的一種方法是電化學(xué)方法。在此類方法中，含水液體樣本 被放入電化學(xué)單元中的樣本接收室中，該電化學(xué)單元包括兩個電極，例如反電極和工作電 極。容許分析物與氧化還原試劑反應(yīng)以形成其量對應(yīng)于分析物濃度的可氧化（或可還原） 的物質(zhì)。然后，以電化學(xué)方式估算存在的可氧化（或可還原）物質(zhì)的量并且該可氧化（或 可還原）物質(zhì)的量與初始樣本中存在的分析物的量相關(guān)。
[0003] 此類系統(tǒng)易受各種類型的低效率和/或誤差的影響。例如，血細(xì)胞比容或其他物 質(zhì)可影響方法的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 申請人已發(fā)現(xiàn)各種技術(shù)，以允許生物傳感器系統(tǒng)從流體樣本得出大體對諸如血細(xì) 胞比容或影響流體樣本粘度的任何其他因子之類的物質(zhì)不敏感的精確且準(zhǔn)確的葡萄糖濃 度。
[0005] 在本發(fā)明的一個方面，提供了利用葡萄糖測量系統(tǒng)測定血糖濃度的方法。該系統(tǒng) 包括測試條和測試儀。測試儀具有微控制器，該微控制器被配置成對測試條施加多個測試 電壓并至少測量由測試條的測試室中的電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流瞬態(tài)輸出。該方法可通過 以下步驟實(shí)現(xiàn)：將測試條插入測試儀的條端口連接器中，以將耦合到測試條的測試室的至 少兩個電極連接到條測量電路；在樣本沉積后啟動測試序列，其中該啟動包括：在第一持 續(xù)時間將大約地電勢的第一電壓施加到測試室；在第一持續(xù)時間后的第二持續(xù)時間將第二 電壓施加到測試室；在第二持續(xù)時間后的第三持續(xù)時間將第二電壓改變?yōu)椴煌诘诙妷?的第三電壓；在第三持續(xù)時間后的第四持續(xù)時間將第三電壓切換為不同于第三電壓的第四 電壓；在第四持續(xù)時間后的第五持續(xù)時間將第四電壓變更為不同于第四電壓的第五電壓； 在第五持續(xù)時間后的第六持續(xù)時間將第五電壓調(diào)整為不同于第五電壓的第六電壓；在第六 持續(xù)時間后的第七持續(xù)時間將第六電壓改變?yōu)椴煌诘诹妷旱牡谄唠妷?；測量如下至少 一者：在接近第二和第三持續(xù)時間的第一間隔期間來自測試室的第一電流瞬態(tài)輸出；在接 近第四和第五持續(xù)時間的第二間隔期間的第二電流瞬態(tài)輸出；在接近第五和第六持續(xù)時間 的第三間隔期間的第三電流瞬態(tài)輸出；在接近第六和第七持續(xù)時間的第四間隔期間的第 四電流瞬態(tài)輸出；以及在接近第七持續(xù)時間的結(jié)束的第五間隔期間的第五電流瞬態(tài)輸出； 由第一、第二、第三、第四或第五電流輸出中的至少一者計(jì)算樣本的葡萄糖濃度，使得在約 20%至約60%范圍內(nèi)的血細(xì)胞比容中對于小于75mg/dL的葡萄糖濃度而言葡萄糖濃度的 偏差小于± 10%。
[0006] 在本發(fā)明的另一方面，提供了采用葡萄糖測量系統(tǒng)測定血糖濃度的方法，其中該 系統(tǒng)包括測試條和測試儀。測試儀具有微控制器，該微控制器被配置成對測試條施加多個 測試電壓并至少測量由測試條的測試室中的電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流瞬態(tài)輸出。該方法可 通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：將測試條插入測試儀的條端口連接器中，以將耦合到測試條的測試室 的至少兩個電極連接到條測量電路；在樣本沉積后啟動測試序列，其中該啟動包括：在第 一持續(xù)時間將零電勢施加到測試室；在第一持續(xù)時間后的多個持續(xù)時間將多個電壓驅(qū)動到 測試室，其中在一個持續(xù)時間的至少一毫伏與在該一個持續(xù)時間后的另一個持續(xù)時間的另 一個電壓極性相反，使得極性變化產(chǎn)生測試室的電流輸出瞬態(tài)的多個拐折；測量電流輸出 瞬態(tài)的幅度，該幅度接近由多個電壓的極性的變化所引起的電流瞬態(tài)的相應(yīng)拐折或接近電 流瞬態(tài)的衰減期間的間隔；以及由測量步驟的電流瞬態(tài)的幅度計(jì)算樣本的葡萄糖濃度。
[0007] 在本發(fā)明的又一方面，提供了包括分析物測試條和分析物測試儀的血糖測量系 統(tǒng)。分析物測試條包括具有設(shè)置在其上的試劑的基底以及鄰近測試室中的試劑的至少兩個 電極。分析物測試儀包括被設(shè)置成連接到兩個電極的條端口連接器、功率源；以及微控制 器，該微控制器電耦合到條端口連接器和功率源，使得當(dāng)將測試條插入條端口連接器中并 將血液樣本沉積在測試室中以用于血液樣本中的葡萄糖的化學(xué)轉(zhuǎn)化時，通過微控制器由因 施加電壓所引起的來自測試室的第一、第二、第三、第四或第五電流輸出中的至少一者測定 血液樣本的葡萄糖濃度，使得在約20%至約60%范圍內(nèi)的血細(xì)胞比容中對于小于75mg/dL 的葡萄糖濃度而言葡萄糖濃度的偏差小于±10%。
[0008] 在本發(fā)明的上述每個方面，也可將下列特征與這些上述方面相結(jié)合以得出本發(fā)明 的變型形式。例如，在相應(yīng)時間點(diǎn)對電流進(jìn)行測量或取樣時，每個時間點(diǎn)處測量的電流可為 約每個時間點(diǎn)的電流的總和。舉幾個例子，第一電流輸出可為相對于測試序列電壓的啟動 的約0. 8秒至約I. 1秒并且優(yōu)選約0. 9秒至約1秒的電流輸出的總和；第二電流輸出可為 相對于測試序列電壓的啟動的約2. 3秒至約2. 6秒并且優(yōu)選約2. 4秒至約2. 5秒的電流輸 出的總和；第三電流輸出可為相對于測試序列電壓的啟動的約3. 3秒至約3. 6秒并且優(yōu)選 約3. 4秒至約3. 5秒的電流輸出的總和；第四電流輸出可為相對于測試序列電壓的啟動的 約3. 8秒至約4. 1秒并且優(yōu)選約3. 9秒至約4秒的電流輸出的總和；第五電流輸出可為相 對于測試序列電壓的啟動的約4. 8秒至約5. 1秒并且優(yōu)選約4. 9秒至約5秒的電流輸出的 總和；系統(tǒng)中的第二電壓可為與第三、第五和第七電壓極性相反且與第四和第六電壓極性 相同的電壓；第二至第七電壓中的每一者可為約一毫伏；計(jì)算可通過利用下述形式的公式 進(jìn)行：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用葡萄糖測量系統(tǒng)測定血糖濃度的方法，所述葡萄糖測量系統(tǒng)包括測試條和 測試儀，所述測試儀具有微控制器，所述微控制器被配置成向所述測試條施加多個測試電 壓并至少測量由所述測試條的測試室中的電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流瞬態(tài)輸出，所述方法包 括： 將所述測試條插入所述測試儀的條端口連接器中以將耦合到所述測試條的所述測試 室的至少兩個電極連接到條測量電路； 在樣本沉積后啟動測試序列，其中所述啟動包括： 在第一持續(xù)時間將大約地電勢的第一電壓施加到所述測試室； 在所述第一持續(xù)時間后的第二持續(xù)時間將第二電壓施加到所述測試室； 在所述第二持續(xù)時間后的第三持續(xù)時間將所述第二電壓改變?yōu)椴煌谒龅诙妷?的第三電壓； 在所述第三持續(xù)時間后的第四持續(xù)時間將所述第三電壓切換為不同于所述第三電壓 的第四電壓； 在所述第四持續(xù)時間后的第五持續(xù)時間將所述第四電壓變更為不同于所述第四電壓 的第五電壓； 在所述第五持續(xù)時間后的第六持續(xù)時間將所述第五電壓調(diào)整為不同于所述第五電壓 的第六電壓； 在所述第六持續(xù)時間后的第七持續(xù)時間將所述第六電壓改變?yōu)椴煌谒龅诹妷?的第七電壓；測量如下至少一者： 在接近所述第二持續(xù)時間和所述第三持續(xù)時間的第一間隔期間來自所述測試室的第 一電流瞬態(tài)輸出； 在接近所述第四持續(xù)時間和所述第五持續(xù)時間的第二間隔期間的第二電流瞬態(tài)輸 出； 在接近所述第五持續(xù)時間和所述第六持續(xù)時間的第三間隔期間的第三電流瞬態(tài)輸 出； 在接近所述第六持續(xù)時間和所述第七持續(xù)時間的第四間隔期間的第四電流瞬態(tài)輸出； 和 在接近所述第七持續(xù)時間的結(jié)束的第五間隔期間的第五電流瞬態(tài)輸出； 由所述第一電流輸出、所述第二電流輸出、所述第三電流輸出、所述第四電流輸出或 所述第五電流輸出中的至少一者計(jì)算所述樣本的葡萄糖濃度，使得在約20%至約60%范 圍內(nèi)的血細(xì)胞比容中對于小于75mg/dL的葡萄糖濃度而言所述葡萄糖濃度的偏差小于 ± 10%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二電壓包括與所述第三電壓、所述第五電 壓和所述第七電壓極性相反且與所述第四電壓和所述第六電壓極性相同的電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二電壓至所述第七電壓中的每一者包括約 一毫伏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算包括利用下述形式的公式： 其中：g為葡萄糖濃度；
Ia包括接近因從所述第二持續(xù)時間至所述第三持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； Id包括接近因從所述第六持續(xù)時間至所述第七持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； 包括在所述第六持續(xù)時間后但小于所述測試序列啟動后10秒所測量的電流輸出； X1包括約203. 9 ; X2包括約853 ; X3包括約20. 21 ; X5包括約-100.3 ;并且 X6包括約13. 04。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算包括利用下述形式的公式：
其中：g為葡萄糖濃度； Ia包括接近因從所述第二持續(xù)時間至所述第三持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； Ib包括接近因從所述第四持續(xù)時間至所述第五持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； I。包括接近因從所述第五持續(xù)時間至所述第六持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； Id包括接近因從所述第六持續(xù)時間至所述第七持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； 包括在所述第六持續(xù)時間后但小于所述測試序列啟動后10秒所測量的電流輸出； X1包括約-1. 114 ; X2包括約-1. 930 ; X3包括約74. 23 ; X4包括約-1. 449 ; X5包括約275.0 ;并且 X6包括約7.451。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算包括利用下述形式的公式： 其中：g為葡萄糖濃度；
Ia包括接近因從所述第二持續(xù)時間至所述第三持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； Ib包括接近因從所述第四持續(xù)時間至所述第五持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； I。包括接近因從所述第五持續(xù)時間至所述第六持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； Id包括接近因從所述第六持續(xù)時間至所述第七持續(xù)時間的所施加電壓的變化所引起 的所述輸出電流瞬態(tài)的拐折所測量的電流輸出； 包括在所述第六持續(xù)時間后