[发明专利]具有信号调节功能的生物传感器系统

说明书

本申请是申请日为2009年12月8日、发明名称为“具有信号调节功能的生物传感器系统”的第200980149014.7号专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求2008年12月8日提交的题目为“Complex Index Functions”的美国临时专利申请61/120,525的优先权，在此将其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

生物传感器系统提供了对生物流体的分析，上述生物流体诸如全血、血清、血浆、尿液、唾液、间质液或细胞内液等。通常，该系统包括对与检测传感器接触的样本进行分析的测量装置。上述样本通常以液体形式存在，并且除了可以是生物流体以外还可以是诸如提取物、稀释物、滤液或经复原的沉淀物(reconstituted precipitate)等生物流体的衍生物。通过生物传感器系统进行的分析可以测定生物流体中一种以上分析物的存在和/或浓度，这一种以上分析物例如是醇、葡萄糖、尿酸、乳酸盐/酯、胆固醇、胆红素、游离脂肪酸、甘油三酯、蛋白质、酮、苯丙氨酸或酶等。上述分析可用于生理机能异常的诊断以及治疗。例如，糖尿病患者可使用生物传感器来测定在全血中的葡萄糖水平，以便调节饮食和/或用药。

生物传感器系统可被设计为用于分析一种以上分析物，并且可使用不同体积的生物流体。一些系统可分析诸如体积为0.25-15微升(μL)的一滴全血。生物传感器系统可使用台式(bench-top)、便携式以及类似的测量装置实施。便携式测量装置可以是手持式的，并且可以对样本中一种以上分析物进行定性和/或定量检测。便携式测量系统的例子包括纽约塔里敦(Tarrytown，New York)的拜尔健康护理有限责任公司的Ascensia型以及型计量器；而台式测量系统的例子包括可从德克萨斯州奥斯汀(Austin，Texas)的CH仪器公司得到的电化学工作站。

生物传感器系统可使用光学和/或电化学方法来分析生物流体。在一些光学系统中，通过测量与光可辨识物质(诸如，分析物或反应物或者化学指示剂与分析物发生反应而形成的产物)发生相互作用的光或者被该光可辨识物质吸收的光来测定分析物浓度。在其它光学系统中，当以激发束照射化学指示剂时，该化学指示剂响应于分析物而发出荧光或发光。光可以转换成诸如电流或电位等电输出信号，可对该电输出信号进行与通过电化学方法得到的输出信号类似的处理。在任一光学系统中，该系统都对光进行测量并将光与样本的分析物浓度相关联。

在吸收光的光学系统中，化学指示剂产生吸收光的反应产物。可将诸如四唑盐等化学指示剂连同诸如黄递酶等酶一起使用。四唑盐通常响应于分析物的氧化还原反应而形成甲(一种色原体)。将来自光源的入射输入光束导向样本。光源可以是激光器或发光二极管等。入射光束可选择便于反应产物吸收的波长。当入射光束穿过样本时，反应产物吸收一部分入射光束，从而削弱或减小入射光束的强度。入射光束可由样本反射回检测器或经样本透射到达检测器。检测器采集并测量经削弱的入射光束(输出信号)。经反应产物削弱的光量指示出样本中的分析物浓度。

在产生光的光学系统中，化学指示剂响应于分析物氧化还原反应而发出荧光或发光。检测器采集并测量产生的光(输出信号)。化学指示剂所产生的光量指示出样本中的分析物浓度。

在电化学生物传感器系统中，根据向样本施加输入信号时由分析物的氧化/还原反应或氧化还原反应所产生的电信号或者由响应于上述分析物的物质所产生的电信号来测定分析物浓度。输入信号可以是电位或者电流，并且可以是恒定的、变化的或其组合(例如当施加具有DC信号偏移的AC信号时)。输入信号可以以单脉冲或多脉冲、序列或周期的形式施加。可将酶或类似物质添加至样本中以便在氧化还原反应中增强电子从第一物质到第二物质的传输。酶或类似物质可与单个分析物发生反应，从而对所产生的一部分输出信号提供特异性。介体可用于维持酶的氧化态。

电化学生物传感器系统通常包括测量装置，该测量装置具有与检测传感器中的电导体相连接的电接触点。上述电导体可由导电材料制成，该导电材料例如是固态金属、金属胶糊、导电碳、导电碳胶糊和导电聚合物等。该电导体通常连接于延伸至样本储集器的工作电极、对置电极、参考电极和/或其它电极。也可使一个或多个电导体延伸至储集器中，以提供上述电极并未提供的功能。