[发明专利]生物传感器装置中取样体积适当的测定

说明书

本申请是申请日为2002年10月9日的发明创造名称为“生物传感器装置中取样体积适当的测定”的中国专利申请(国家申请号为No.02154764.5)的分案申请。 

技术领域

本发明领域是电化学测定生物流体中的分析物，尤其是待测试分析物浓度的生物流体样品体积适当的电化学测定。 

发明背景 

生物流体，例如，血液或血源性产品如血浆的分析物浓度测定对当今社会具有日益增长的重要性。这类化验发现用于许多用途和装置，包括临床实验室测试、家庭测试等等，这类测试的结果在许多疾病症状的诊断和处理中起显著作用。通常感兴趣的分析物包括用于糖尿病管理的葡萄糖、用于监控心血管症状的胆固醇，等等。随着分析物浓度检测重要性的增长，已经研发了许多适于临床和家庭使用的分析物检测方案和装置。 

用于分析物检测的一种类型的方法是电化学基础的方法。在这类方法中，含水液体样品放入由至少两个电极(即，相反的/参考电极和工作电极)组成的电化学电池的反应区，这里电极具有赋予它们适于电流测定的阻抗。待分析的成分，即，分析物，允许直接与电极，或者直接或间接与氧化还原剂反应，生成与分析物浓度相对应数量的可氧化(或可还原)物质。接着电化学估计出现的可氧化(或可还原)物质的数量，该数量与开始样品中存在的分析物数量有关。 

通常地，电化学电池是可任意处理的测试条形式，生物样品在上面沉积，它在进行电化学分析物浓度测定的仪表内是可接收的。采用这些类型测试条(通常被称作生物传感器)的仪器的测试系统的实例包括美国专利Nos.5,942,102、6,174,420B1和6,179,979 B1中找到。在这里公开它们作为参考。借助于这些系统，生物样品中分析物浓度的测定首先包括获得生物样品并且使样品与测试条的反应区接触，以便生物样品，更具体地是感兴趣的分析物或其衍生物，可以与与反应区域相联合的化学(例如测试试剂)反应。为了获得具体感兴趣分析物的准确测 定，必须将最小取样体积用于反应区。通常归因于用户的错误或者患者不熟练或判断错误，提供不充分量的取样体积并非不寻常的。不准确的测定能够导致误诊或不当治疗，例如服用不适当剂量的药物、病人不依从等。这样对于生活依赖频繁监控体内分析物的人，例如糖尿病人，会导致严重和甚至有生命威胁的后果。 

一种确保充分生物样品的手段是过饱和或使用大于充满测试条反应区必需体积的取样流体。采用不必要的大体积的取样流体尤其是血液的缺点，是需要从患者抽取较大体积的血样。这里要使用相当大的血样体积，从而必需使用较大直径的针管和/或刺入皮肤更深。这些因素能增加患者的不适和疼痛，并且对于毛细管血液不易于压出的个体，很难完成。由于这种取样方法在一天内能经常重复，例如对于许多糖尿病人，疼痛的增加迅速变得几乎不能忍受或无法一同忍受。 

已经研发了一些分析物检测生物传感器以提供视觉上确认取样体积的适量，然而，这种特征不排除病人判断取样体积适量中的可能错误，例如，糖尿病人可能患有视觉恶化。某些其它的分析物检测感受器提供用户独立的测定样品体积适当的方法。美国专利Nos.5,628,890和5,650,062和PCT专利申请公开号WO99/32881(PCT专利申请号No.PCT/US98/27203)公开了这类生物传感器的例子。尤其，‘881公开说明书描述了电化学葡萄糖监测系统，它通过将已知频率的低水平AC电压信号(无DC电压偏移)用于生物传感器，接着测定所得阻抗的实分量和虚分量，试图测定应用于生物传感器的样品体积适当。这些阻抗值接着与微处理器的程序存储器内的检查表比较。考虑到这种系统取决于血液血细胞比容水平和环境温度变化，这种方法的准确性可能是另外成问题的。 

‘881公开说明书公开的另一技术缺点在于：如果测定样品体积不充分，分析物检测测试必须中止，即“合格不合格”情形。这导致需要从患者采集另一样品，如上所述，这是不方便的和对于患者是非常疼痛的，可能导致患者在他或她药物治疗方案中不依从。此外，重复测试导致测试条的浪费并增加了方法的成本。 

如所指的，在适于准确和精确测定用于电化学分析物浓度测定的样品体积适当的新技术上有持续的兴趣。特别的兴趣会是开发能够非常准确和迅速测定样品体积适当的方法。开发这种样品体积适当测定技术是额外有益的，其中取样体积不充分的测定不需要中止分析物浓度测定试验。理想地，这种技术会校正小于最优的取样体积，提供准确的分析物浓度测定，不需要提供新的样品和进行新的实验。 

发明内容