用于测定对血细胞比容不敏感的葡萄糖浓度的系统和方法
【专利说明】用于测定对血细胞比容不敏感的葡萄糖浓度的系统和方法
【背景技术】
[0001] 生理流体（例如血液或血液衍生产品）中的分析物检测对于当今社会的重要性日 益增加。分析物检测分析法发现用于多种应用中，包括临床实验室测试、家庭测试等，其中 此类测试结果在对多种病症的诊断和管理中发挥着重要作用。所关注的分析物包括用于糖 尿病管理的葡萄糖、胆固醇等等。响应于分析物检测的此重要性日益增加，已开发了多种应 用于临床和家庭的分析物检测方案和装置。
[0002] 对于分析物检测所采用的一种方法是电化学方法。在此类方法中，含水液体样本 被放入电化学单元中的样本接收室中，该电化学单元包括两个电极，例如反电极和工作电 极。容许分析物与氧化还原试剂反应以形成其量对应于分析物浓度的可氧化（或可还原） 的物质。然后，以电化学方式估算存在的可氧化（或可还原）物质的量并且该可氧化（或 可还原）物质的量与初始样本中存在的分析物的量相关。
[0003] 此类系统易受各种类型的低效率和/或误差的影响。例如，血细胞比容或其他物 质可影响方法的结果。
【发明内容】
[0004] 申请人已发现各种技术，以允许生物传感器系统从流体样本得出大体对诸如血细 胞比容或影响流体样本粘度的任何其他因子之类的物质不敏感的精确且准确的葡萄糖浓 度。
[0005] 在本发明的一个方面，提供了利用葡萄糖测量系统测定血糖浓度的方法。该系统 包括测试条和测试仪。测试仪具有微控制器，该微控制器被配置成对测试条施加多个测试 电压并至少测量由测试条的测试室中的电化学反应所产生的电流瞬态输出。该方法可通过 以下步骤实现：将测试条插入测试仪的条端口连接器中，以将耦合到测试条的测试室的至 少两个电极连接到条测量电路；在样本沉积后启动测试序列，其中该启动包括：在第一持 续时间将大约地电势的第一电压施加到测试室；在第一持续时间后的第二持续时间将第二 电压施加到测试室；在第二持续时间后的第三持续时间将第二电压改变为不同于第二电压 的第三电压；在第三持续时间后的第四持续时间将第三电压切换为不同于第三电压的第四 电压；在第四持续时间后的第五持续时间将第四电压变更为不同于第四电压的第五电压； 在第五持续时间后的第六持续时间将第五电压调整为不同于第五电压的第六电压；在第六 持续时间后的第七持续时间将第六电压改变为不同于第六电压的第七电压；测量如下至少 一者：在接近第二和第三持续时间的第一间隔期间来自测试室的第一电流瞬态输出；在接 近第四和第五持续时间的第二间隔期间的第二电流瞬态输出；在接近第五和第六持续时间 的第三间隔期间的第三电流瞬态输出；在接近第六和第七持续时间的第四间隔期间的第 四电流瞬态输出；以及在接近第七持续时间的结束的第五间隔期间的第五电流瞬态输出； 由第一、第二、第三、第四或第五电流输出中的至少一者计算样本的葡萄糖浓度，使得在约 20%至约60%范围内的血细胞比容中对于小于75mg/dL的葡萄糖浓度而言葡萄糖浓度的 偏差小于± 10%。
[0006] 在本发明的另一方面，提供了采用葡萄糖测量系统测定血糖浓度的方法，其中该 系统包括测试条和测试仪。测试仪具有微控制器，该微控制器被配置成对测试条施加多个 测试电压并至少测量由测试条的测试室中的电化学反应所产生的电流瞬态输出。该方法可 通过以下步骤实现：将测试条插入测试仪的条端口连接器中，以将耦合到测试条的测试室 的至少两个电极连接到条测量电路；在样本沉积后启动测试序列，其中该启动包括：在第 一持续时间将零电势施加到测试室；在第一持续时间后的多个持续时间将多个电压驱动到 测试室，其中在一个持续时间的至少一毫伏与在该一个持续时间后的另一个持续时间的另 一个电压极性相反，使得极性变化产生测试室的电流输出瞬态的多个拐折；测量电流输出 瞬态的幅度，该幅度接近由多个电压的极性的变化所引起的电流瞬态的相应拐折或接近电 流瞬态的衰减期间的间隔；以及由测量步骤的电流瞬态的幅度计算样本的葡萄糖浓度。
[0007] 在本发明的又一方面，提供了包括分析物测试条和分析物测试仪的血糖测量系 统。分析物测试条包括具有设置在其上的试剂的基底以及邻近测试室中的试剂的至少两个 电极。分析物测试仪包括被设置成连接到两个电极的条端口连接器、功率源；以及微控制 器，该微控制器电耦合到条端口连接器和功率源，使得当将测试条插入条端口连接器中并 将血液样本沉积在测试室中以用于血液样本中的葡萄糖的化学转化时，通过微控制器由因 施加电压所引起的来自测试室的第一、第二、第三、第四或第五电流输出中的至少一者测定 血液样本的葡萄糖浓度，使得在约20%至约60%范围内的血细胞比容中对于小于75mg/dL 的葡萄糖浓度而言葡萄糖浓度的偏差小于±10%。
[0008] 在本发明的上述每个方面，也可将下列特征与这些上述方面相结合以得出本发明 的变型形式。例如，在相应时间点对电流进行测量或取样时，每个时间点处测量的电流可为 约每个时间点的电流的总和。举几个例子，第一电流输出可为相对于测试序列电压的启动 的约0. 8秒至约I. 1秒并且优选约0. 9秒至约1秒的电流输出的总和；第二电流输出可为 相对于测试序列电压的启动的约2. 3秒至约2. 6秒并且优选约2. 4秒至约2. 5秒的电流输 出的总和；第三电流输出可为相对于测试序列电压的启动的约3. 3秒至约3. 6秒并且优选 约3. 4秒至约3. 5秒的电流输出的总和；第四电流输出可为相对于测试序列电压的启动的 约3. 8秒至约4. 1秒并且优选约3. 9秒至约4秒的电流输出的总和；第五电流输出可为相 对于测试序列电压的启动的约4. 8秒至约5. 1秒并且优选约4. 9秒至约5秒的电流输出的 总和；系统中的第二电压可为与第三、第五和第七电压极性相反且与第四和第六电压极性 相同的电压；第二至第七电压中的每一者可为约一毫伏；计算可通过利用下述形式的公式 进行：
【主权项】
1. 一种利用葡萄糖测量系统测定血糖浓度的方法，所述葡萄糖测量系统包括测试条和 测试仪，所述测试仪具有微控制器，所述微控制器被配置成向所述测试条施加多个测试电 压并至少测量由所述测试条的测试室中的电化学反应所产生的电流瞬态输出，所述方法包 括： 将所述测试条插入所述测试仪的条端口连接器中以将耦合到所述测试条的所述测试 室的至少两个电极连接到条测量电路； 在样本沉积后启动测试序列，其中所述启动包括： 在第一持续时间将大约地电势的第一电压施加到所述测试室； 在所述第一持续时间后的第二持续时间将第二电压施加到所述测试室； 在所述第二持续时间后的第三持续时间将所述第二电压改变为不同于所述第二电压 的第三电压； 在所述第三持续时间后的第四持续时间将所述第三电压切换为不同于所述第三电压 的第四电压； 在所述第四持续时间后的第五持续时间将所述第四电压变更为不同于所述第四电压 的第五电压； 在所述第五持续时间后的第六持续时间将所述第五电压调整为不同于所述第五电压 的第六电压； 在所述第六持续时间后的第七持续时间将所述第六电压改变为不同于所述第六电压 的第七电压；测量如下至少一者： 在接近所述第二持续时间和所述第三持续时间的第一间隔期间来自所述测试室的第 一电流瞬态输出； 在接近所述第四持续时间和所述第五持续时间的第二间隔期间的第二电流瞬态输 出； 在接近所述第五持续时间和所述第六持续时间的第三间隔期间的第三电流瞬态输 出； 在接近所述第六持续时间和所述第七持续时间的第四间隔期间的第四电流瞬态输出； 和 在接近所述第七持续时间的结束的第五间隔期间的第五电流瞬态输出； 由所述第一电流输出、所述第二电流输出、所述第三电流输出、所述第四电流输出或 所述第五电流输出中的至少一者计算所述样本的葡萄糖浓度，使得在约20%至约60%范 围内的血细胞比容中对于小于75mg/dL的葡萄糖浓度而言所述葡萄糖浓度的偏差小于 ± 10%。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电压包括与所述第三电压、所述第五电 压和所述第七电压极性相反且与所述第四电压和所述第六电压极性相同的电压。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电压至所述第七电压中的每一者包括约 一毫伏。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包括利用下述形式的公式： 其中：g为葡萄糖浓度；
Ia包括接近因从所述第二持续时间至所述第三持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； Id包括接近因从所述第六持续时间至所述第七持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； 包括在所述第六持续时间后但小于所述测试序列启动后10秒所测量的电流输出； X1包括约203. 9 ; X2包括约853 ; X3包括约20. 21 ; X5包括约-100.3 ;并且 X6包括约13. 04。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包括利用下述形式的公式：
其中：g为葡萄糖浓度； Ia包括接近因从所述第二持续时间至所述第三持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； Ib包括接近因从所述第四持续时间至所述第五持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； I。包括接近因从所述第五持续时间至所述第六持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； Id包括接近因从所述第六持续时间至所述第七持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； 包括在所述第六持续时间后但小于所述测试序列启动后10秒所测量的电流输出； X1包括约-1. 114 ; X2包括约-1. 930 ; X3包括约74. 23 ; X4包括约-1. 449 ; X5包括约275.0 ;并且 X6包括约7.451。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包括利用下述形式的公式： 其中：g为葡萄糖浓度；
Ia包括接近因从所述第二持续时间至所述第三持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； Ib包括接近因从所述第四持续时间至所述第五持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； I。包括接近因从所述第五持续时间至所述第六持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； Id包括接近因从所述第六持续时间至所述第七持续时间的所施加电压的变化所引起 的所述输出电流瞬态的拐折所测量的电流输出； 包括在所述第六持续时间后