专利名称：基于初始填充速度测量全血细胞比容的系统、装置和方法
技术领域：
本公开涉及确定样品中的分析物浓度，更具体地讲，涉及基于样品的初始填充速 度更准确地确定所述浓度。
背景技术：
生理体液(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。分析物检测分析法可适于多种应用，包括临床实验室测试、家庭测试等，此类测试 结果在对多种疾病病症的诊断和管理中扮演着十分重要的角色。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。随着分析物检测的重要性日益增加，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。这些装置的一些包括电化学电池、电化学传感器、 血红蛋白传感器、抗氧化剂传感器、生物传感器和免疫传感器。可影响分析物检测的一个血液特征是血细胞比容。在不同的人之间，血细胞比容 的水平可大不相同。通过非限制性实例，患贫血的人可具有大约20%的血细胞比容水平，而 新生儿可具有大约65%的学细胞比容水平。即使在同一人身上不同时间获取的样品也可具 有不同的血细胞比容水平。此外，因为高血细胞比容还可增加血液粘度，而粘度可继而影响 与分析物检测相关的其它参数，考虑样品的血细胞比容的影响在进行准确的分析物浓度确 定的过程中可以是重要的。考虑血样中的不同的血细胞比容水平的一种方法是通过从血液中分离血浆，然后 重新计算抗原相对于调整后的血浆体积的浓度。例如，通过执行离心步骤实现分离。考虑 血样中的不同的血细胞比容水平的其它方法包括使用计算的平均血细胞比容，或在单独的 步骤中测量血细胞比容然后计算抗原相对于血浆值的浓度。但是，这些方法被认为是不可 取的，至少因为它们涉及不期望的样品处理、消耗了多余的时间并且导致最终确定结果的 严重错误。此外，分析样品的环境的温度也可对分析物浓度确定结果的准确性产生负面影 响。因此，期望研发一种新的方法来获得更准确的分析物浓度测量结果，所述方法考 虑宽范围的血细胞比容水平和温度。还期望研发一种快速确定血细胞比容水平的方法。
发明内容
申请人:认识到需要研发一种获得更准确的分析物浓度测量结果的方法，其考虑宽 范围的血细胞比容水平和温度，而不伴随有先前提到的任何一点问题。申请人还认识到需 要研发一种快速确定血细胞比容水平的方法。因此，一般提供系统、装置和方法来确定血样 的血细胞比容值和确定样品中的分析物浓度。在用于确定全血样的血细胞比容值的方法 的一个示例性实施例中，所述方法包括将全血液样品提供至具有毛细管空间的样品分析装 置，测量所述毛细管空间的至少一部分中的样品的初始填充速度，并由所述初始填充速度 确定样品的血细胞比容值。测量初始填充速度可以包括施加电势；测量电流；以及确定初 始电流。在一个实施例中，在至少大约50毫秒的时间段内，大约每过10毫秒执行电流测量，并且基于所述电流测量结果计算平均电流。在另一可供选择的实施例中，测量初始填充速 度可以包括检测光学信号。在一个实施例中，测量初始填充速度在所述样品进入毛细管空 间后直接发生。在另一个实施例中，测量初始填充速度在所述样品进入所述样品分析装置 的毛细管空间的产生检测信号的区域中之后发生。样品的温度可被测量或推断。测量或推 断的温度可用于确定样品的血细胞比容值。在一个示例性实施例中，样品分析装置包括免 疫传感器。除了测量血细胞比容水平之外，所述方法还可用于确定样品中的分析物的浓度。 例如，用于确定血细胞比容值的方法可包括根据所述确定的血细胞比容值计算分析物的浓 度。实现方法为，例如，通过施加电势、在施加所述电势之后测量初始电流以及将所述电势 反向。在所述电势反向之后可测量一定时间段内电流的变化。测量的一定时间段内的电流 的变化可被用于计算分析物浓度。在一个实施例中，样品的温度可被测量或推断。在该实 施例中，测量的一定时间段内的电流的变化和样品的温度可被用于计算分析物浓度。在用于确定样品中的分析物浓度的方法的一个示例性实施例中，所述方法包括 将包含分析物的样品提供至具有工作电极和对电极的样品分析装置；将电势施加至所述工 作电极和所述对电极之间；确定所述样品的初始填充速度；以及根据所述初始填充速度计 算所述分析物的浓度。在一个实施例中，可通过确定光学信号的变化率来确定所述初始填 充速度。在另一个实施例中，可通过确定初始电流来确定所述初始填充速度。初始电流的 确定可通过如下步骤实现，例如，在大约50毫秒的时间段内，每过大约10毫秒执行电流测 量；然后基于所述电流测量结果计算平均电流。在另一个实施例中，初始填充速度的确定可 通过如下步骤实现，即，在施加所述电势之后测量初始电流；确定所述样品中的血细胞比容 水平；以及使所述工作电极和所述对电极之间的所述电势反向。此外，可基于确定的血细胞 比容水平来计算分析物的浓度。用于确定分析物的浓度的方法还可包括在电势反向之后，测量一定时间段内电 流的变化，即，电流的斜率m对时间曲线图。结果，可根据一定时间段内电流的变化来计算 分析物，C0,的浓度。例如，分析物的浓度可利用以下公式进行计算C0 = -3. 5+0. 866exp (y)其中
权利要求
1.一种用于确定全血样品的血细胞比容值的方法，所述方法包括 将所述全血样品提供到具有毛细管空间的样品分析装置；测量在所述毛细管空间的至少一部分中的所述样品的初始填充速度；以及 由所述初始填充速度确定所述样品的血细胞比容值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述样品的初始填充速度还包括 施加电势；测量电流；以及 确定初始电流。
3.根据权利要求2所述的方法，其中测量初始填充速度还包括 在至少大约50毫秒的时间段内，大约每过10毫秒执行电流测量；以及 基于所述电流测量结果计算平均电流。
4.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述样品的初始填充速度还包括检测光学信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述样品的初始填充速度在所述样品进入所 述毛细管空间后直接发生。
6.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述样品的初始填充速度在所述样品进入所 述样品分析装置的毛细管空间的产生检测信号的区域中之后发生。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括测量所述样品的温度或推断所述样品的温度中 的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品分析装置是免疫传感器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品包括分析物，所述方法还包括 根据所述确定的血细胞比容值计算所述分析物的浓度。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括 施加电势；在施加所述电势之后测量初始电流；以及 将所述电势反向。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在反向所述电势之后测量一定时间段内电流 的变化，其中计算所述分析物浓度还包括根据所述时间段内的电流的变化来计算所述分析 物浓度。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括测量所述样品温度或推断所述样品温度中的 至少一种。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在反向所述电势之后测量一定时间段内电流 的变化，其中所述计算所述分析物的浓度还包括根据在所述时间段内电流的变化和所述样 品的温度来计算所述分析物的浓度。
14.一种用于确定样品中的分析物的浓度的方法，所述方法包括 将包含分析物的样品提供至具有工作电极和对电极的样品分析装置； 将电势施加至所述工作电极和所述对电极之间；确定所述样品的初始填充速度；以及 根据所述初始填充速度计算所述分析物的浓度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中确定初始填充速度还包括在施加所述电势之后测量初始电流；确定所述样品中的血细胞比容水平；以及使所述工作电极和所述对电极之间的所述电势反向。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述计算分析物的浓度还包括基于所述确定的 血细胞比容水平来计算所述浓度。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括在反向所述电势之后测量一定时间段内电流 的变化，其中计算所述分析物的浓度还包括根据在所述时间段内电流的变化来计算所述分 析物的浓度。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述样品包全血液，所述方法还包括测量所述 全血液的温度或推断所述全血液的温度中的至少一种。
19.根据权利要求14所述的方法，其中确定初始填充速度还包括确定光学信号的变化 率以计算所述初始填充速度。
20.根据权利要求14所述的方法，其中确定初始填充速度还包括确定初始电流以确定 所述初始填充速度。
21.根据权利要求20所述的方法，其中确定初始电流还包括在至少约50毫秒的时间段内，大约每过10毫秒进行电流测量；基于所述电流测量结果来计算平均电流。
22.根据权利要求14所述的方法，其中确定初始填充速度还包括在所述样品进入所述 样品分析装置的毛细管空间之后直接确定初始填充速度。
23.根据权利要求14所述的方法，其中确定初始填充速度还包括在所述样品进入所述 样品分析装置的毛细管空间的产生检测信号的区域之后确定初始填充速度。
24.根据权利要求14所述的方法，其中所述样品分析装置包括免疫传感器。
25.根据权利要求18所述的方法，还包括在反向所述电势之后测量一定时间段内电流 的变化，其中计算所述分析物的浓度还包括根据所述时间段内电流的变化来计算所述分析 物的浓度。
26.一种电化学系统，包括免疫传感器，其具下电极和上电极；计量器，其被构造为将电势施加到所述免疫传感器的所述下电极和所述上电极之间；以及控制单元，其连接至所述计量器，使得所述控制单元测量被引入到所述免疫传感器中 的样品的初始填充速度，并且利用所述初始填充速度来计算当所述样品为血液时所述样品 的血细胞比容值和所述样品中的分析物浓度中的至少一个。
27.根据权利要求沈所述的电化学系统，还包括被构造为加热所述免疫传感器的至少 一部分的加热元件。
28.根据权利要求沈所述的电化学系统，其中所述免疫传感器还包括第一液体试剂，其包含在缓冲剂中酶缀合的抗体，所述第一液体试剂在所述下电极上 形成条纹并且干燥；第二液体试剂，其包含稀释的酸溶液中的铁氰化物、用于所述酶的基底和介体，所述第二液体试剂在所述下电极上形成条纹并干燥；抗原缀合的磁珠，所述磁珠在所述上电极上形成条纹并在其上干燥； 隔板，所述隔板置于所述下电极和所述上电极之间；反应室，所述反应室形成于所述隔板中，并具有所述第一试剂和与置于其中的所述抗 原缀合的所述磁珠；检测室，所述检测室形成于隔板中，并具有置于其中的第二试剂； 填充室，所述填充室至少部分地形成于上下电极之一和所述隔板中，并且与所述检测 室相隔一定距离，而与所述反应室的至少一部分重叠；排气孔，所述排气孔至少部分地形成于所述隔板、所述下电极和所述上电极的每一个 中，并且与所述反应室相隔一定距离，而与所述检测室的至少一部分重叠；第一密封组件，所述第一密封组件具有偶合到所述上下电极之一的复合抗凝剂，并且 置于所述排气孔上方，并且构造用于形成所述填充室的壁以及密封所述排气孔；以及第二密封组件，所述第二密封组件偶合到所述上下电极中的另一个，并且置于所述排 气孔上方，并且构造用于密封所述排气孔。
29.根据权利要求观所述的电化学系统，其中所述第一密封组件包括亲水性胶带。
30.根据权利要求观所述的电化学系统，其中所述控制单元还包括光学信号检测器， 其被构造为测量光学信号的变化率以测量所述样品的所述初始填充速度。
31.根据权利要求观所述的电化学系统，其中所述控制单元还包括电流检测器，其被 构造为测量初始电流以测量所述初始填充速度。
32.根据权利要求观所述的电化学系统，其中所述控制单元包括在所述样品进入所述 免疫传感器的毛细管空间之后直接测量所述样品的所述初始填充速度的构型。
33.根据权利要求观所述的电化学系统，其中所述控制单元包括在所述样品进入所述 免疫传感器的毛细管空间的产生检测信号的区域之后测量所述样品的所述初始填充速度 的构型。
34.根据权利要求观所述的电化学系统，其中所述免疫传感器、所述计量器和所述控 制单元中的至少一个被构造为执行以下功能的至少一种测量所述样品的温度或推断所述 样品的温度。
全文摘要
本发明公开了一种确定血样的血细胞比容的方法和与该方法结合使用的装置和系统。血细胞比容值能其自身确定，此外其还可用于确定样品中的分析物浓度。在用于确定血样中的血细胞比容值的方法的一个示例性实施例中，一定体积的血液被提供至具有工作电极和对电极的样品分析装置。电势被施加至所述电极之间，并且进入所述装置的样品的初始填充速度被计算。可根据所述初始填充速度来确定血液的血细胞比容以及分析物的浓度。本发明还提供了利用初始填充速度来确定血细胞比容水平并进行分析物浓度确定的系统和装置。
文档编号G01N27/00GK102116753SQ20101062464
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月29日 优先权日2009年12月30日
发明者A·M·霍奇斯, D·赖拉特, L·赖恩里, R·C·沙特利耶 申请人:生命扫描有限公司