专利名称：具有电流分析法及伏安分析法的工作循环的系统及方法
技术领域：
本发明涉及生物传感器领域。
背景技术：
生物传感器系统提供对生物液体(比如全血、血清、血浆、尿液、唾液、细胞间隙液 或者细胞内液)的分析。通常，生物传感器系统具有对与感应条相接触的样本进行分析的 测量装置。该样本通常是液态形式，并且可以是生物液体，也可以是生物液体的衍生物，比 如提取液、稀释液、滤出液或复原沉淀物。系统执行的分析可确定生物液体中的一种或多 种分析物(比如醇、葡萄糖、尿酸、乳酸、胆固醇、胆红素、自由脂肪酸、甘油三酸酯、蛋白质、 酮、苯丙氨酸或者酶)的存在和/或浓度。该分析可能有助于对生理异常情况的诊断和治 疗。例如，糖尿病患者可以用生物传感器系统确定其全血的葡萄糖水平，以便调整饮食和/ 或药物治疗。生物传感器系统可以设计为对同一样本中的一种或多种分析物或不同样本中的 一种或多种分析物进行分析，并且可以使用不同容量的样本。某些系统可以对一滴(如 0.25-15微升(μ L))全血进行分析。生物传感器系统可采用台式、便携式以及类似的测量 装置。便携式测量装置可以是手持式的，且允许对样本中的一种或多种分析物进行识别和/ 或确定其含量。便携式测量装置的例子有位于纽约塔里敦(Tarrytown，New York)的拜尔 健康护理糖尿病保健公司(Bayer HealthCare Diabetes Care)的产品Breeze II 仪器 和Contour 仪器，而台式测量装置的例子有可以从德克萨斯州奥斯丁(Austin，Texas)的 CH仪器公司(CH Instruments)购得的电化学工作站。该生物传感器系统用更短的分析时 间提供所期望的准确度和/或精确度，从而为用户带来切实的利益。在电化学生物传感器系统中，分析物的浓度是根据一种可测量物质的氧化/还原 反应或者氧化还原反应产生的电信号确定的。这种可测量物质可以是电离的分析物，或者 是一种当输入信号施加到样本上时对该分析物敏感的电离物质。该输入信号能够以单脉 冲、多脉冲、序列或者循环形式施加。氧化还原酶(比如酶或类似物)可以加入样本中以促 进氧化还原反应中第一种物质到第二种物质的电子转移。上述酶或类似物可以与某种分析 物起反应，从而使产生的一部分输出信号具有一定特征。下面的表I给出了一些具体的氧 化还原酶及相应分析物的例子。表 I
权利要求
1.一种用于测量样本中分析物的方法，包括向样本施加输入信号，所述输入信号包括具有电流分析法激励或非循环扫描和第一 弛豫的第一工作循环，以及具有伏安分析法激励和第二弛豫的第二工作循环；测量输出信号，所述输出信号包括响应于所述电流分析法激励或所述非循环扫描的 输出电流，以及响应于所述伏安分析法激励的输出电流；以及将输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度相关联。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括根据响应于所述伏安分析法激励的输出电流来 调整所述电流分析法激励的电位或所述非循环扫描的扫描范围。
3.根据权利要求2所述的方法，包括将含有响应于所述电流分析法激励或所述非循环 扫描的至少一个输出电流的输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度相关联。
4.根据权利要求1所述的方法，其中当第一工作循环具有所述电流分析法激励时，所 述输入信号还包括具有非循环扫描和第三弛豫的第三工作循环，并且所述方法还包括根据响应于伏安分析法激励的输出电流来调整所述第三工作循环的 非循环扫描的电位。
5.根据权利要求4所述的方法，包括将含有响应于所述第三工作循环的非循环扫描的 至少一个输出电流的输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度相关联。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的方法，其中，与响应于输出信号中第一种起作用的电 离物质的输出电流相关联，调整电位以降低响应于第二种起作用的电离物质的输出电流。
7.根据权利要求6所述的方法，其中调整电位使响应于所述第一种起作用的电离物质 的输出电流的非线性减小。
8.根据权利要求6或7所述的方法，包括将含有响应于所述第一种起作用的电离物质 的至少一个输出电流的输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度相关联。
9.根据权利要求2、3、4或5所述的方法，还将含有响应于第一种起作用的电离物质的 至少一个输出电流的输出信号的一部分与含有响应于第二种起作用的电离物质的至少一 个输出电流的输出信号的一部分相比较，以提供所述第二种起作用的电离物质的浓度。
10.根据权利要求6、7、8或9所述的方法，其中第二工作循环的伏安分析法激励是线性 扫描。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括对响应于伏安分析法激励的输出电流进行导 数数据处理，来识别所述第一种起作用的电离物质。
12.根据权利要求6、7、8或9所述的方法，其中第二工作循环的伏安分析法激励是具有 正向激励和反向激励的非循环扫描。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括利用响应于非循环扫描的正向激励的输出电 流的比值，识别所述第一种起作用的电离物质。
14.根据权利要求6-13中任一项所述的方法，其中所述第二种起作用的电离物质是干 扰物。
15.根据前面权利要求中任一项所述的方法，还包括根据响应于伏安分析法激励的输 出电流来调整伏安扫描速率。
16.一种用于测定样本中分析物浓度的测量装置，包括具有至少两个接触部的信号接口；以及在所述至少两个接触部与信号发生器之间建立电通信的电子电路，所述电子电路具有 与所述信号发生器及存储介质进行电通信的处理器，其中，所述处理器将来自所述信号发生器的输入信号施加到所述至少两个接触部上， 所述输入信号包括具有电流分析法激励或非循环扫描和第一弛豫的第一工作循环，以及具 有伏安分析法激励和第二弛豫的第二工作循环，所述处理器用于测量所述至少两个接触部上的输出信号，所述输出信号包括响应于 电流分析法激励或非循环扫描的输出电流和响应于伏安分析法激励的输出电流；以及所述处理器将输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度相关联。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述处理器进一步根据响应于所述伏安分析法 激励的输出电流调整所述电流分析法激励的电位或所述非循环扫描的扫描范围。
18.根据权利要求17所述的装置，所述处理器将含有响应于所述电流分析法激励或所 述非循环扫描的至少一个输出电流的输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度 相关联。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述处理器施加的所述输入信号进一步包括具 有非循环扫描和第三弛豫的第三工作循环，并且所述处理器进一步根据响应于伏安分析法激励的输出电流，调整信号发生器提供的所 述第三工作循环的非循环扫描的电位。
20.根据权利要求19所述的装置，所述处理器将含有响应于所述第三工作循环的非循 环扫描的至少一个输出电流的输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的浓度相关联。
21.根据权利要求16-20中任一项所述的装置，其中所述处理器将含有响应于第一种 起作用的电离物质的至少一个输出电流的输出信号的一部分与样本中至少一种分析物的 浓度相关联。
22.根据权利要求17、18、19或20所述的装置，所述处理器进一步将含有响应于第一种 起作用的电离物质的至少一个输出电流的输出信号的一部分与含有响应于第二种起作用 的电离物质的至少一个输出电流的输出信号的一部分相比较，以提供所述第二种起作用的 电离物质的浓度。
23.根据权利要求21或22所述的装置，其中所述处理器施加的伏安分析法激励是线性 扫描。
24.根据权利要求23所述的装置，所述处理器进一步对响应于伏安分析法激励的输出 电流进行导数数据处理，来识别所述第一种起作用的电离物质，所述导数数据处理存储在 所述存储介质中。
25.根据权利要求21或22所述的装置，其中所述处理器施加的所述伏安分析法激励是 具有正向激励和反向激励的非循环扫描。
26.根据权利要求25所述的装置，所述处理器通过根据所述存储介质中的比值数据处 理程序确定响应于所述第二工作循环的非循环扫描正向激励的输出电流的比值，来识别第 一种起作用的电离物质。
27.根据权利要求16-26中任一项所述的装置，所述处理器进一步根据响应于伏安分 析法激励的输出电流来调整伏安扫描的速率。
28.一种用于识别样本中电离物质的方法，包括向所述样本施加包括非循环扫描的输入信号，所述非循环扫描包括正向激励和反向激励；测量输出信号，所述输出信号包括响应于所述非循环扫描的输出电流； 根据响应于所述非循环扫描正向激励的输出电流，识别所述电离物质。
29.根据权利要求观所述的方法，进一步包括根据输出电流的第一比值和第二比值并 且当所述第二比值小于1时识别所述电离物质，其中，所述第一比值是根据响应于所述非循环扫描正向激励的输出电流起点、响应于所述非 循环扫描正向激励的输出电流中点确定的，所述第二比值是根据响应于所述非循环扫描正向激励的输出电流中点、响应于所述非 循环扫描正向激励的输出电流终点确定的。
30.在此公开的每个以及全部新颖的特征。
全文摘要
本发明涉及一种传感器系统，包括用于测定样本中分析物浓度的设备及方法。包含具有激励及弛豫的电流分析法和伏安分析法的工作循环的输入信号，可以在更短的时间内完成分析和/或提高分析的准确度和/或精确度。本发明公开的传感器系统通过根据伏安扫描的输出电流调整电位和/或扫描速率，可以减小分析误差，从而提高测量性能。本发明公开的传感器系统还可以根据由伏安扫描得到的输出电流调整电位和/或扫描速率，测定样本中多种电离物质的浓度。多个已测定的浓度值可以用于测定多个分析物的浓度值或校正已测定的分析物浓度值，从而提高该系统的测量性能。
文档编号G01N27/49GK102089650SQ200980126926
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者伍焕平 申请人:拜尔健康护理有限责任公司