分析物检测仪表和相关使用方法_2

文档序号:9308418阅读:来源:国知局
7 (如US2003/0098233所公布)的其中任一个或两者的教导确定。
[0023](h)如用于本文的“法拉第电容”是指试验条的等效电容的赝电容组件且代表发生在电极表面上的电化学反应过程。
[0024](i) “电化学试验条”或简称“试验条”指在样品空间内具有至少两个电极和用于测定置于电极之间的样品中的分析物的任何必需试剂的条。在优选实施方案中,电化学试验条为单次使用后可弃的,并具有用于连接到单独的并可再次使用的仪表的电连接体,所述仪表含有用于施加电势、分析信号和显不结果的电子器件。在另一个实施方案中,所述电化学试验条包括多个样品空间和在那些样品空间内配置的电极。在后面这个实施方案中,在将样品在不同时间引入样品空间中的一个或多个的情况下,可多次使用“试验条”。
[0025](j) “对面电极(facing electrodes) ”为一对彼此平行但在单独平面中配置的电极。优选使一对对面电极的相对表面的一些或全部重叠,使得电极之间的电势梯度和电流在基本上垂直于相对表面的方向上。对面电极不同于并排电极,在并排电极中,两个电极表面位于相同的平面中,且其中电势梯度和电流基本上平行于电极的表面。本发明可以使用对面或并排电极以及其它几何排列。
[0026](k) “编码在试验条上的信息”为详述试验条的特征的任何类型的信息,所述信息在制造期间或在引入待分析的样品之前被有意地、无意地或固有地编码在试验条上。将信息在将样品弓I入样品空间之前编码在试验条上。可通过改变样品空间内的变量将信息编码在试验条上,所述变量影响在样品覆盖样品空间中的电极时条的等效和/或双层电容。这些变量包括:控制或改变试验条空间样品内的电极的有效面积,控制或改变电极的结构材料,电极表面修饰,控制或改变离子的类型或浓度(例如离子的类型和量,例如作为盐存在于试剂中的那些离子),控制或改变介质的类型或浓度。将信息编码到试验条,例如可以通过在制造期间在具有指定有效面积的样品空间中形成电极来实现,或可以作为生产后步骤通过靠浸蚀、冲压、烧蚀、刻痕或其它方式从样品空间内的电极中除去导电材料改变样品空间内电极的有效面积来实现。可编码在试验条上的特征信息类型的非限制示例性列举包括:校准信息、区域或国家代码、产品识别、用户识别、试验类型(例如葡萄糖试验条或酮试验条)和制造日期。
[0027](I)本文中的“获得信息”理解为表示解码、读取、转换、恢复或以其它方式获得或确定试验条上编码的信息。
[0028](m)本文中的“转换”理解为表示使用在一组步骤中测定的值来提供关于试验条的信息,所述信息代表在将样品引入试验条之前试验条的特征。例如,可以使代表试验条双层电容或等效电容的测定值与贮存在仪表中或由仪表获得的查找表格一致。查找表格可具有值的一个或多个范围,所述范围指示试验条的各种特征信息。
[0029](η)本文中“代表双层电容或等效电容的值”理解为表示实际的测定电容或包含关于条电容信息的单独的值(例如电信号或一些其它值)。
[0030](ο)本文中“电极的有效面积”理解为表示电极的导电部分或支配电极,其与样品空间中的样品接触并可电连接至仪表。“有效面积”包括当存在于样品空间时暴露于样品的电极的导电部分。“有效面积”包括暴露于位于二维平面底区域(footprint)(例如长度、宽度、半径等)内的样品的导电部分和暴露于位于第三维(例如深度或厚度)如位于电极的凹点、裂缝和/或孔内的样品的电极导电部分。
[0031 ] 说明书中全篇提及的“ 一个实施方案”、“另一个实施方案”、“实施方案”、“ 一些实施方案”等意味着将结合实施方案描述的特定要素(例如特征、结构、性质和/或特性)归入本文所述的至少一个实施方案中,且可能或可能不存在于其它实施方案中。此外,应明白,可在多种实施方案中以任何合适的方式组合所述要素。
[0032]获得来自试验条的编码彳目息的方法:
在第一方面,本发明提供用于获得编码在电化学试验条上的信息的方法。试验条具有至少两个配置在样品空间内的电极,且将信息在引入液体样品之前编码在试验条上。如图1所示,该方法包含以下步骤:
(a)将样品弓丨入样品空间,使得样品与样品空间内的两个电极接触,
(b)测定代表试验条的双层电容(DLC)或等效电容(EC)的值,和
(c)将步骤(b)中测定的值转换为反映在引入样品之前试验条的特征的信息,
从而获得编码在电化学试验条上的?目息。
[0033]测定代表试验条的双层电容或等效电容的值的步骤(b)为本领域已知且在本文中不受特别限制。测定值可以为试验条的双层电容或它的等效电容的实际值,或它可以为代表这些电容值中任一个或两者的值或信号。
[0034]本文讨论的现有技术参考文献将试验条的双层电容或等效电容用于测定是否已将充足量的样品施用于样品空间并用样品空间配置以实施分析物的电化学测定。在这些参考文献中公开了可将样品体积作为由样品浸润的电极面积和间隔层厚度和/或电极间距的函数来测定。这些参考文献各自描述并采用用于测定样品空间内样品浸润的电极面积的不同电容测定法,并因此提供测定样品空间内的样品充足度的不同方法。可采用任何这些用于测定双层电容或等效电容的方法以实现本发明的步骤(b)。
[0035]例如,以引用方式并入本文的美国专利号7547382,Harding等人,公开了多种用于测量试验条的双层电容的不同方法。Harding将条的双层电容用于测定样品空间内是否存在充足的样品以实施样品内分析物的电化学测定。
[0036]Harding描述可使用以下步骤测定样品空间中具有样品的试验条的双层电容:
(i)在试验条的电极之间施加电势差,
(?)断开施加电势并任选地再施加第二电势,
(iii)观察产生的电流并由所观察的电流测定电极处的双层充电或放电,和
(iv)观察断开施加电势之后的电压变化,和
(v)由测量的双层充电或放电以及观察到的电压变化测定试验条的双层电容。
[0037]Harding采用这些步骤来测定试验条的双层电容,所述双层电容为试验条的积分电容或微分电容。
[0038]在测定代表试验条的等效电容的值的情况中,它可以依照美国专利号6872298和/或美国专利申请序列号09/974597(如US2003/0098233所公布)的其中任一个或两者中的教导来测定,它们两者列出Kermani作为发明人且以引用方式并入本文。在这些参考文献中,当样品空间内存在样品时,Kermani将试验条的等效电容用于测定样品空间内是否存在充足的样品以实施样品内分析物的电化学测定。在US2003/0098233中,Kermani描述了测定试验条的等效电容的方法,其包括以下步骤:
(i)在试验条的电极之间施加具有选择振幅和选择频率的交流电压,
(ii)测量由步骤⑴中电势施加而产生的电流,和
(iii)由步骤(ii)中测量的电流测定试验条的等效电容,其中所述等效电容包括试验条的双层电容和法拉第电容两者。
[0039]在Kermani的美国专利号6872298中,他描述了另一个测定试验条的等效电容的方法,其包括以下步骤:
(i)在试验条的电极之间施加电势差,从而给试验条充电,其中在试验条内造成双层电容并通过给试验条充电来产生电压,
(ii)将通过给试验条充电而造成的电压转换为具有与所造成的双层电容成比例的周期的振荡电压,
(iii)观察振荡电压,和
(iv)由观察到的振荡电压测定试验条的等效电容。
[0040]如上所讨论,步骤(b)可使用现有技术的教导合适地实现且在本文中不受特别限制。
[0041]为了获得代表条的双层电容或等效电容的值的最精确(b)测定,用于获得在引入样品前编码在试验条上的信息的目的,优选将样品空间用样品完全填充。例如,优选将样品配置于电极(或支配电极)之间并将其完全覆盖。这可表示样品空间被样品完全填充或这可表示样品空间没有被样品完全填充,但样品覆盖电极。在优选的实施方案中,本发明的方法、条、仪表和仪表/条组合进一步包含结构或功能以测定样品是否完全覆盖样品空间内的电极(或支配电极)。该步骤可发生在
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