用于在生物传感器的初始样品填充期间检测样品体积以确定流体样品中葡萄糖浓度或样...的制作方法_3

文档序号:8459966阅读:来源:国知局
如果测试电压足够小于氧化还原介体电势,则还原介体可以在第二电极 64处被氧化为限制电流。在这样的情况下,第二电极64执行工作电极的功能,而第一电极 66执行反电极/参考电极的功能。
[0045] 首先,分析可包括经由端口 70向样品接收室61中引入一定量的流体样品。在一 个方面,端口 70或样品接收室61能够被配置使得毛细管作用导致流体样品充满样品接收 室61。第一电极66或第二电极64可用亲水性试剂涂覆,以促进样品接收室61的毛细管作 用。例如,可将具有亲水性部分的硫醇衍生试剂如2-巯基乙磺酸涂覆到第一电极或第二电 极上。
[0046] 在上述测试条62的分析中,试剂层72可包括基于PQQ辅因子和铁氰化物的葡萄 糖脱氢酶(GDH)。在另一个实施例中,基于PQQ辅因子的酶GDH可用基于FAD辅因子的酶 GDH替代。当血液或对照溶液被剂量分配到样品反应室61中时,葡萄糖被GDH(M)氧化,并 在此过程中将OTH (M)转化成OTH (ral),如以下化学转化T. 1所示。注意,⑶H(M)是指⑶H的 氧化态,而⑶H(Md)是指⑶H的还原态。
[0047] T. ID-匍萄糖+GDH(M)匍糖酸+GDH(red)
[0048] 接下来,⑶Hfred)通过铁氰化物(即氧化介体或Fe (CN)广)重新生成到其活性氧化 态,如以下化学转化T.2所示。在重新生成⑶!!^的过程中,亚铁氰化物(即还原介体或 Fe (CN)64O由如T. 2所示的反应生成:
[0049] T. 2⑶H(red) +2Fe (CN)广 GDH(M) +2Fe (CN)广
[0050] 图5提供了示出与第一接触垫67a、67b和第二接触垫63界面连接的测试仪100的 简化示意图。第二接触垫63可用于通过U形凹口 65建立与测试仪的电连接,如图2所示。 在一个实施例中,测试仪100可包括第二电极连接器101、和第一电极连接器(l〇2a、102b)、 测试电压单元106、电流测量单元107、处理器212、存储器单元210、以及可视显示器202,如 图5所示。第一接触垫67可包括两个指示为67a和67b的尖头。在一个示例性实施例中, 第一电极连接器l〇2a和102b分别独立地连接到尖头67a和67b。第二电极连接器101可 连接到第二接触垫63。测试仪100可测量尖头67a和67b之间的电阻或电连续性以确定测 试条62是否电连接到测试仪10。电极64和66在此可用于利用交变信号来监测样品的物 理特性。作为另外一种选择,单独的额外电极可提供于测试室中以允许利用交变信号来监 测样品的物理特性。
[0051] 测试仪10可包括电子电路,该电子电路可用于对测试条62施加多个电压并且测 量从测试条62的测试室中的电化学反应所得的电流瞬态输出。测试仪10还可包括具有一 组指令的信号处理器,该组指令用于确定本文所公开的流体样品中分析物浓度的方法。
[0052] 如已知,用户将测试条插入测试仪的条端口连接器中,以将测试条的至少两个电 极连接到条测量电路。这样接通测试仪100,并且测试仪100可在第一接触垫67和第二接 触垫63之间施加测试电压或电流。一旦测试仪100识别到测试条62已从步骤602被插入, 测试仪100就启动流体检测模式。流体检测模式导致测试仪100在第一电极66和第二电 极64之间施加约1微安的恒定电流。因为测试条62最初是干燥的,所以测试仪10测得相 对大的电压。当将流体样品沉积到测试室上时,样品桥接第一电极66和第二电极64之间 的间隙,并且测试仪100将测量所测量电压的降低,该所测量电压低于预定阈值,从而导致 测试仪10通过施加第一电压电势El自动地启动葡萄糖测试。
[0053] 在图6A中,样品中的分析物由于测试室中的电化学反应从一种形式(例如,葡萄 糖酸)被转化成不同形式(例如,葡萄糖酸),该电化学反应以通过测试序列定时器在T = 〇处启动测试序列而启动,该定时器通过检测条填充(图7A中)和将电势设定在El处tl 的第一持续时间设定。系统通过将第一电压电势从El切换至不同于第一电压(图6A)的 第二电压电势E2第二持续时间t2继续进行,然后该系统还将第二电压变更为不同于第二 电压E2 (图6A)的第三电压E3第三持续时间t3。
[0054] 图6A为施加到测试条62规定间隔的多个测试电压的示例性图表。多个测试电压 可包括第一时间间隔^的第一测试电压E1,该第一时间间隔起始于每当填充检测电路已表 明已施加样品时系统设定启动时间(T = O)。在tl之后,施加第二时间间隔t2的第二测试 电压E2,并施加第三时间间隔丨3的第三测试电压E3。相对于第二测试电压E2,第三电压E3 可具有不同的电动势大小、不同的极性,或两者的组合。在优选的实施例中,E3可与E2大小 相同,但极性相反。葡萄糖测试时间间隔t e表示执行葡萄糖测试(但不一定指与葡萄糖测 试相关的所有计算)的时间量。葡萄糖测试时间间隔te可在约1.1秒至约5秒的范围内。 此外,如图6A所示,第二测试电压E2可包括直流(DC)测试电压部分和叠加的交流(AC)测 试电压部分,或作为另外一种选择振荡测试电压部分。叠加的交流或振荡测试电压部分可 被施加由〖_所示的时间间隔。该叠加的交流电压用于确定测试条是否具有其中进行测试 的足够体积的流体样品。用于确定电化学测试的足够体积的这种技术的细节示出并描述于 美国专利 No. 7, 195, 704、Ν〇· 6, 872, 298、Νο· 6, 856, 125、Νο· 6, 797, 150 中,这些文件以引用 的方式并入,如同本文以提供于附件中的副本完全示出。
[0055] 在任何时间间隔内测量的多个测试电流值可以在约1次测量/微秒至约1次测量 /100微秒范围内的取样频率执行,并且优选的是约1次测量/约每10至50毫秒。虽然描 述了使用三个以连续方式的测试电压的实施例,但葡萄糖测试可包括不同数量的开路电压 和测试电压。例如,如可供选择的实施例,葡萄糖测试可包括第一时间间隔的开路电压、第 二时间间隔的第二测试电压,以及第三时间间隔的第三测试电压。应该指出的是,"第一"、 "第二"和"第三"的引用是为方便起见而选择,并不一定反映测试电压被施加的次序。例如, 实施例可具有电势波形,其中可在施加第一和第二测试电压之前施加第三测试电压。
[0056] 在该示例性系统中,该系统的过程可在第一电极66和第二电极64之间将第一测 试电压El (例如,图6Α中的大约20mV)施加第一时间间隔h (例如,图6Α中的1秒)。第 一时间间隔L可在约0. 1秒至约3秒的范围内,并且优选在约0. 2秒至约2秒的范围内, 并且最优选在约0. 3秒至约I. 1秒的范围内。
[0057] 第一时间间隔h可为足够长的,以使得样品接收或测试室61可被样品完全填充, 并且也使得试剂层72可至少部分地溶解或溶剂化。在一个方面,第一测试电压El可为与介 体的氧化还原电势相对接近的值,使得测得相对较小量的还原或氧化电流。图6B显示,与 第二时间间隔t2和第三时间间隔1 3相比,在第一时间间隔t 观察到相对较小量的电流。 例如,当使用铁氰化物或亚铁氰化物作为介体时,图6A中的第一测试电压El可在约ImV至 约IOOmV的范围内,优选地在约5mV至约50mV范围内,并且最优选在约IOmV至约30mV范 围内。虽然在优选的实施例中给出的施加电压为正值,但是也可利用负域的相同电压实现 受权利要求书保护的本发明的预期目的。
[0058] 重新参考图6A,在施加第一测试电压El之后,测试仪10在第一电极66和第二电 极64之间施加第二测试电压E2 (例如,在图6A中大约300mV),持续第二时间间隔t2 (例如, 在图6A中约3秒)。第二测试电压E2可具有不同于第一测试电压El的值,并且可为介体 氧化还原电势足够负的值,使得在第二电极64处测量限制氧化电流。例如,当使用铁氰化 物或亚铁氰化物作为介体时,第二测试电压E2可在约OmV至约600mV范围内,优选地在约 IOOmV至约600mV范围内,更优选地为约300mV。
[0059] 第二时间间隔t2应为足够长的,以使得可根据限制氧化电流的大小监测还原介体 (如亚铁氰化物)的生成速率。通过与试剂层72的酶促反应生成还原介体。在第二时间 间隔〖2内,限制量的还原介体在第二电极64处被氧化,而
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1