专利名称：门控伏特安培法的制作方法
门控伏特安培法本申请是申请日为2006年9月11日、发明名称为“门控伏特安培法”的第 200680035552. X号专利申请的分案申请。相关申请的参考
本申请要求2005年9月30日提交的、题目为“Gated Voltammetry (门控伏特安培法)”的美国临时申请No. 60/722，584的优先权，并将该临时申请的内容引入本文中作为参考。
背景技术：
定量测定生物流体中的分析物可用于诊断和治疗生理异常。例如，测定诸如血液等生物流体中的葡萄糖水平，对于必须经常检查自己的血糖水平以便调节饮食和/或用药的糖尿病患者是很重要的。
电化学系统已经用于这种类型的分析。在分析过程中，分析物发生了与酶或类似物质(species)的氧化还原反应,从而产生可以测量的并与分析物浓度相关联的电流。通过缩短分析所需的时间，同时提供所期望的准确度和精度，可以让用户充分受益。
用于分析生物流体中的分析物的电化学传感器系统的一个例子包括测量装置和传感带(sensor strip)。传感带包括试剂和电极,该试剂在分析期间与分析物发生反应并将分析物的电子转移，该电极通过导体而传输电子至上述装置。测量装置具有从传感带接收电子的接点和在各接点之间施加电压差的能力。该装置可以记录穿过传感器的电流并将该电流值转变为样品的分析物含量的评估值。这些传感器系统可以分析一滴全血(WB)，例如体积为广15微升(μ L)的全血。
台式(bench-top)测量装置的例子包括由美国印第安纳州(Indiana)西拉斐特 (West Lafayette)的BAS Instruments公司销售的BAS 100B分析仪、由美国德克萨斯州 (Texas)奥斯汀(Austin)的CH Instruments公司销售的CH仪器分析仪、由美国堪萨斯州 (Kansas)劳伦斯(Lawrence)的Cypress Systems公司销售的Cypress电化学工作站以及由美国新泽西州(New Jersey)普林斯顿(Princeton)的Princeton Research Instruments 公司销售的EG&G电化学仪器。便携式测量装置的例子包括Bayer Corporation公司的 Ascensia Breeze .和丑丨知⑧^仪表。
传感带可以包括一个工作电极和一个对电极，分析物在工作电极处发生一种电化学反应，而在对电极处发生相对的(oppsite)电化学反应，从而使电流能在这两个电极之间流过。因此，如果在工作电极处发生氧化，则在对电极处发生还原。例如， 参见 “Fundamentals Of Analytical Chemistry, 4th Edition, D. A. Skoog and D. M. West;Philadelphia:Saunders College Publishing(1982)，pp 304-341”(D. A. Skoog 和D. M. West著作的《分析化学基础》，第四版，费城，桑德斯学院出版(1982年)，第304-341 页)。
传感带还可以包括一个真(true)参比电极，从而向测量装置提供不变的参比电位。虽然多种参比电极材料都是已知的，但银(Ag)和氯化银( AgCl)的混合物比较典型，因为这种混合物不溶于分析溶液的含水环境中。参比电极也可以用作对电极。美国专利 No. 5，820，551中描述了使用这种参比-对电极组合的传感带。
可以通过使用多种技术将电极印刷在绝缘基底上从而形成传感带，上述技术例如是美国专利No. 6，531，040、No. 5，798，031和No. 5，120，420中所描述的那些技术。可以通过涂敷一个或多个电极，诸如工作电极和/或对电极，从而形成一个或多个试剂层。在一个方面，多于一个的上述电极可以由相同的试剂层覆盖，例如当工作电极和对电极上涂敷有相同的组分时。在另一个方面，可以使用2003年10月24日提交的美国临时专利申请 No. 60/513，817中所描述的方法，将具有不同组分的试剂层印刷或微沉积在工作电极和对电极上。因此，工作电极上的试剂层可以包含酶、介体和粘合剂，而对电极上的试剂层包括粘合剂和可与上述介体相同或不同的可溶性氧化还原物质。
试剂层可以包括用于促进分析物的氧化或还原的离子化剂，以及有助于让电子在分析物与导体之间转移的任何介体或其他物质。离子化剂可以是分析物特异性酶，例如葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶，以催化WB样品中的葡萄糖的氧化。试剂层也可以包括将酶与介体保持在一起的粘合剂。下面的表I提供了针对特定分析物而使用的酶与介体的常规组合。
表1:
权利要求
1.一种确定脉冲序列的持续时间的方法，所述脉冲序列用于测定血液样品中葡萄糖的浓度，其中，所述脉冲序列包括至少三个工作循环，所述至少三个工作循环中的每一个包括激发，所述测定脉冲序列的持续时间的方法包括 确定多个校准组，所述校准组是根据在所述至少三个工作循环期间记录下来的电流而确定出来的；以及 响应于从所述至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度，确定所述脉冲序列的持续时间，其中 当所述从至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度表示出高葡萄糖浓度，所述脉冲序列的持续时间比当所述从至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度表示出低于或等于所述高葡萄糖浓度时的持续时间短。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述高葡萄糖浓度高于150mg/dL。
3.如权利要求1所述的方法，其中，当从所述至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度表示出高于150mg/dL的葡萄糖浓度，所述脉冲序列最多包括五个激发。
4.如权利要求1所述的方法，其中，当从所述至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度表示出低于或等于150mg/dL的葡萄糖浓度，所述脉冲序列包括大于五个的激发。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述脉冲序列是门控伏特安培脉冲序列。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括向传感带施加所述脉冲序列，所述传感带包括对电极和工作电极上的扩散阻挡层。
7.一种发信号通知用户向传感带添加额外样品的方法，所述传感带包括至少两个电极，所述方法进一步包括 通过所述传感带的所述至少两个电极向所述样品施加门控伏特安培脉冲序列，所述脉冲序列包括至少两个工作循环， 其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发和弛豫，以及 其中，所述至少两个工作循环的激发含有随着时间而变化的电位； 通过将预选值与根据含有至少两个工作循环的门控伏特安培脉冲序列而记录下来的至少一个电流值进行比较，判断所述传感带是否未填满；以及 如果所述传感带未填满，则发信号通知用户向所述传感带添加额外样品。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述判断是在少于五秒的时间内完成的。
9.如权利要求7所述的方法，其中，如果所述传感带未填满，所述至少一个电流值低于所述预选值。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述脉冲序列在90秒内包括至少三个工作循环或在5秒内包括至少三个工作循环。
11.如权利要求7所述的方法，其中，所述至少两个电极是对电极和工作电极，所述工作电极包括扩散阻挡层。
12.如权利要求7所述的方法，其中，所述随着时间而变化的电位以至少2mV/sec的速率线性变化。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述激发从由线性激发、循环式激发、非循环式激发以及它们的组合构成的组中选择。
14.如权利要求7所述的方法，其中，所述激发是非循环式激发并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的反向氧化峰或反向还原峰。
15.如权利要求7所述的方法，其中， 所述激发是非循环式激发，并且在反向电流峰的起始点之前终止， 所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的正向和反向氧化峰及还原峰， 所述激发是非循环式激发，并且基本上在氧化还原对的有限扩散电流区之内。
16.一种用于测定样品中的分析物浓度的伏特安培法，所述伏特安培法包括 向所述样品施加脉冲序列，所述脉冲序列包括具有激发/弛豫时间之比为O. 3^0. 2的至少两个工作循环； 测量从所述至少两个工作循环所生成的电流；以及 从所述生成的电流中测定所述样品中的所述分析物的浓度。
17.如权利要求16所述的方法，其中，根据伏特安培法测定的所述分析物的浓度比用激发/弛豫时间之比大于O. 3的另一种方法测定的所述样品中的分析物的浓度更精确。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述判断是在少于五秒的时间内完成的。
19.如权利要求16所述的方法，其中，所述脉冲序列在90秒内包括至少三个工作循环或在5秒内包括至少三个工作循环。
20.如权利要求16所述的方法，其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发，以及，其中， 所述激发包括以至少2mV/sec的速率线性变化的电位。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述激发从由线性激发、循环式激发、非循环式激发以及它们的组合构成的组中选择。
22.如权利要求16所述的方法，其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发，以及，其中， 所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中所述分析物浓度的可测量物质的反向氧化峰或反向还原峰。
23.如权利要求16所述的方法，其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发，以及，其中， 所述激发是非循环式激发，并且在反向电流峰的起始点之前终止， 所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中所述分析物浓度的可测量物质的正向和反向氧化峰及还原峰， 所述激发是非循环式激发，并且基本上在氧化还原对的有限扩散电流区之内。
24.一种用于测定血液样品中血细胞比容浓度的伏特安培法，所述伏特安培法包括 向所述血液样品施加门控伏特安培脉冲序列，所述脉冲序列包括至少两个工作循环， 其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发和弛豫，以及 其中，所述至少两个工作循环的所述激发包括随着时间而变化的电位； 测量从至少一个所述激发中生成的电流； 对所述生成的电流进行半积分数据处理，所述半积分数据处理提供峰部分；并且所述峰部分和所述血液样品中血细胞比容浓度具有量上的关系。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述门控伏特安培脉冲序列在90秒内包括至少三个工作循环或在5秒内包括至少三个工作循环。
26.如权利要求24所述的方法，其中，所述随着时间而变化的电位以至少2mV/sec的速率线性变化。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述激发从由线性激发、循环式激发、非循环式激发以及它们的组合构成的组中选择。
28.如权利要求24所述的方法，其中，所述激发是非循环式激发并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的反向氧化峰或反向还原峰。
29.如权利要求24所述的方法，其中， 所述激发是非循环式激发，并且在反向电流峰的起始点之前终止， 所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中所述分析物浓度的可测量物质的正向和反向氧化峰及还原峰， 所述激发是非循环式激发，并且基本上在氧化还原对的有限扩散电流区之内。
30.一种用于测定血液样品中血细胞比容百分值的伏特安培法，所述伏特安培法包括 向所述血液样品施加门控伏特安培脉冲序列，所述脉冲序列包括至少两个工作循环， 其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发和弛豫，以及 其中，所述至少两个工作循环的所述激发包括随着时间而变化的电位； 测量从至少一个所述激发中生成的电流； 对所述生成的电流进行半微分数据处理，所述半微分数据处理提供负微分峰值和正微分峰值； 判定负微分峰值和正微分峰值的比例；以及 所述比例和所述血液样品中血细胞比容百分值具有量上的关系。
31.如权利要求30所述的方法，其中，所述门控伏特安培脉冲序列在90秒内包括至少三个工作循环或在5秒内包括至少三个工作循环。
32.如权利要求30所述的方法，其中，所述随着时间而变化的电位以至少2mV/sec的速率线性变化。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述激发从由线性激发、循环式激发、非循环式激发以及它们的组合构成的组中选择。
34.如权利要求30所述的方法，其中，所述激发是非循环式激发并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的反向氧化峰或反向还原峰。
35.如权利要求30所述的方法，其中， 所述激发是非循环式激发，并且在反向电流峰的起始点之前终止， 所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的正向和反向氧化峰及还原峰， 所述激发是非循环式激发，并且基本上在氧化还原对的有限扩散电流区之内。
36.一种测定活性离子化剂含量的方法，所述活性离子化剂能够与分析物进行反应，所述方法进一步包括 通过至少两个电极向传感带中的样品施加门控伏特安培脉冲序列，所述脉冲序列具有至少两个工作循环，所述样品包括分析物和活性离子化剂，其中，所述至少两个工作循环中的每一个包括激发和弛豫，以及 其中，所述至少两个工作循环的所述激发包括随着时间而变化的电位，并且所述激发包括正向扫描和反向扫描； 测量从至少一个所述激发的正向扫描和反向扫描中生成的电流； 确定从正向扫描和反向扫描中所述生成的电流值之比； 比较所述确定的比例与之前确定的相关比例以及活性离子化剂百分比，确定能够与所述分析物反应的活性离子化剂的含量。
37.如权利要求36所述的方法，进一步包括用确定能够与所述分析物反应的所述活性离子化剂的含量来变更将输出电流值和所述样品中分析物浓度相关联的校准斜率。
38.如权利要求37所述的方法，其中，根据所述改变的校准斜率测定所述样品的分析物浓度。
39.如权利要求36所述的方法，其中，所述门控伏特安培脉冲序列在90秒内包括至少三个工作循环或在5秒内包括至少三个工作循环。
40.如权利要求36所述的方法，其中，所述至少两个电极是对电极和工作电极，所述工作电极包括扩散阻挡层。
41.如权利要求36所述的方法，其中，所述随着时间而变化的电位以至少2mV/sec的速率线性变化。
42.如权利要求36所述的方法，其中所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的反向氧化峰或反向还原峰。
43.如权利要求36所述的方法，其中， 所述激发是非循环式激发，并且在反向电流峰的起始点之前终止， 所述激发是非循环式激发，并且基本上排除响应于所述样品中分析物浓度的可测量物质的正向和反向氧化峰及还原峰， 所述激发是非循环式激发，并且基本上在氧化还原对的有限扩散电流区之内。
全文摘要
本发明涉及一种门控伏特安培法，具体地，其揭示一种确定脉冲序列的持续时间的方法，所述脉冲序列用于测定血液样品中葡萄糖的浓度，其中，所述脉冲序列包括至少三个工作循环，所述至少三个工作循环中的每一个包括激发，所述测定脉冲序列的持续时间的方法包括确定多个校准组，所述校准组是根据在所述至少三个工作循环期间记录下来的电流而确定出来的；以及响应于从至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度，确定所述脉冲序列的持续时间，其中当所述从至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度表示出高葡萄糖浓度，所述脉冲序列的持续时间比当所述从至少三个工作循环中测定的葡萄糖浓度表示出低于或等于所述高葡萄糖浓度时的持续时间短。
文档编号G01N33/49GK103048442SQ20121021707
公开日2013年4月17日 申请日期2006年9月11日 优先权日2005年9月30日
发明者伍焕平 申请人:拜尔健康护理有限责任公司