分析物浓度测定的标准化校准的制作方法_3

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来刺激响应输 出信号的例子。图3B,如下文所述,提供了在葡萄糖分析系统中如何选定两个分析物浓度中 的一个并将其用来响应于温度的量化的外来刺激信号测定合成的外来刺激响应输出信号 的例子。因此,在单个选定的样本分析物浓度下从主输出信号测定合成的外来刺激响应输 出信号。合成的外来刺激响应输出信号可以看成从来自同时包括主刺激和外来刺激的测量 装置的组合的主输出信号提取的外来刺激响应输出信号。类似地,标准化关系142可以看 成外来刺激的参考相关性。
[0089] 图1D,如下文所述,提供了在使用合成的外来刺激响应输出信号值的Ale分析系 统中可以如何实现标准化关系测定140的例子。图ID也示出了如为Ale分析系统测定的 标准化关系的例子。图3C,如下文所述,提供了在使用合成的外来刺激响应主输出信号的葡 萄糖分析系统中可以如何实现标准化关系测定140的例子。图3C也示出了如为葡萄糖分 析系统测定的标准化关系的例子。
[0090] 线性或非线性(例如多项式)回归技术可以用来测定标准化关系142。线性或 非线性回归技术包括在MINI丨ΤΑΒ?版本14或版本16统计软件包(MINTAB,INC.,State College,PA)、MicrosoftExcel或提供回归技术的其他统计分析软件包中可获得那些回归 技术。优选地,多项式回归用来测定标准化关系142。
[0091] 例如,在MSExcel版本2010中,可以选择可通过趋势线布局图表工具(Trendline LayoutChartTool)访问的线性趋势线选项(LinearTrendlineOption)来进行线性回 归,同时可以选择多项式趋势线选项(PolynomialTrendlineOption)来进行非线性多项 式回归。其他回归技术可以用来测定标准化关系142。标准化关系142优选作为校准信息 的一部分储存在测量装置中。
[0092] 当使用线性回归时,标准化关系142会是Y=mX+b的形式,其中m是回归线的斜 率和b是回归线的截距。当使用非线性回归时,标准化关系142会是Y=b^X^bfX+b。等 的形式,其中b2、bJPb。是多项式的系数。在线性和多项式回归方程中,Y是在单个选定的 分析物浓度下响应于主输出信号的外来刺激部分计算的合成的外来刺激响应输出信号,X 是量化的外来刺激信号/值。当将X的值(量化的外来刺激信号值)输入到关系(线性或 多项式方程)中的任一个中时,从标准化关系生成表示标准化值(NV)的输出值Y。
[0093] 如果第二外来刺激对分析物响应输出信号产生不利影响并且将由校准信息进行 处理,那么对第二外来刺激重复进行标准化关系测定140。如下文所述,图4中发现可以如 何测定第二标准化关系以处理第二外来刺激的例子。
[0094] 在标准化值测定150中,通过将量化的外来刺激值132输入到标准化关系142中 并且求解标准化值152来从标准化关系142测定标准化值152。
[0095] 在标准化输出信号测定160中,从一个或多个分析物响应输出信号和标准化值测 定一个或多个标准化分析物响应输出信号。优选地,将分析物响应输出信号除以标准化值 152以提供标准化分析物响应输出信号162。这优选降低外来刺激对分析物响应输出信号 的影响。图1E,如下文所述,提供了在Ale分析系统中的标准化输出信号测定160的例子。 图3D,如下文所述,提供了在单个选定的样本分析物浓度(100mg/dL)下的在葡萄糖分析系 统中的标准化输出信号测定160的例子。
[0096] 在标准化参考相关性测定170中,测定在标准化分析物响应输出信号162和参考 样本分析物浓度124之间的标准化参考相关性172。优选地,将回归技术应用到标准化分析 物响应输出信号162和参考样本分析物浓度124以测定标准化参考相关性172。可以使用 线性或非线性(例如多项式)回归技术,例如在MIN丨TABK,版本14或版本16统计软件包 (MINTAB,INC.,StateCollege,PA)、MicrosoftExcel或提供回归技术的另一种统计分析 软件包中可得到的那些回归技术。优选地,多项式回归用来测定标准化参考相关性172。
[0097] 例如,在MSExcel版本2010中,可以选择可通过趋势线布局图表工具访问的线性 趋势线选项来进行线性分析,同时可以选择多项式趋势线选项来进行非线性多项式分析。 其他回归技术可以用来测定标准化参考相关性172。图1F,如下文所述,提供了在Ale分析 系统中的标准化参考相关性测定170的例子。图1G示出了表示为标准化校准曲线的测定 的标准化参考相关性172。图3E,如下文所述,提供了在葡萄糖分析系统中的标准化参考相 关性测定170的例子。
[0098] 当使用线性回归时,标准化参考相关性172会是Y=mX+b的形式,其中m是回归线 的斜率并且b是回归线-的截距。当使用诸如多项式等非线性回归时,标准化参考相关性 172可以是Y=b^X^bfX+b。等的形式,其中b2、bJPb。是多项式的系数。标准化参考相关 性172优选作为校准信息的一部分储存在测量装置中以备将来在样本的分析期间使用。在 测量装置中,γ是在分析期间测定的标准化分析物响应输出信号值,X是如从标准化参考相 关性172测定的样本的分析物浓度。如下文进一步讨论的,对于线性标准化参考相关性,当 将Y值(标准化输出信号的值)输入到方程式中时可以求解X值(样本分析物浓度)。对 于二次多项式形式的标准化参考相关性,标准化参考相关性172可以以标准化校准曲线的 形式表示为X=c2*Y2+Cl*Y+c。,其中c2、cdPc。是方程式的系数。输入到这种关系的标准 化输出信号将生成分析物浓度。
[0099] 图B示出了考虑到具有标准化校准信息的第二外来刺激的任选的校准方法102。 校准方法102提供了用于结合到具有减少的刺激效果的生物传感器系统的测量装置中的 来自第二外来刺激的标准化校准信息。优选地,校准方法102也在测量装置的工厂校准期 间进行。校准方法102也可以在实验室或类似环境中进行。该校准方法可以通过测量装置、 诸如计算机等一种或多种分析装置或测量装置和分析装置的组合进行。校准方法102与校 准方法100组合以提供来自第一外来刺激和第二外来刺激的标准化校准信息。因此,当为 生物传感器系统的测量装置测定校准信息时可以使图A和图B组合。
[0100] 如果考虑到对分析物响应输出信号产生不利影响的第二外来刺激,例如当第一外 来刺激是温度时样本的血细胞比容浓度,那么可以按照外来刺激量化130测定至少两个第 二量化的外来刺激值134。图4D和图4E,如下文所述,提供了在葡萄糖分析系统中的测定 第二量化的外来刺激值134的例子。
[0101] 然后,可以按照标准化关系测定140测定第二标准化关系147,但是其中在单个选 定的样本分析物浓度下测定在标准化分析物响应输出信号162和第二量化的外来刺激值 134之间的第二标准化关系147。第二标准化关系147优选作为校准信息的一部分储存在 测量装置中。图4F,如下文所述,提供了在葡萄糖分析系统中的测定第二标准化关系147的 例子。
[0102] 在第二外来刺激的情况下,进行第二标准化值测定155。通过将第二量化的外来刺 激值134输入到第二标准化关系147中并求解第二标准化值157来从第二标准化关系147 测定第二标准化值157。
[0103] 在第二外来刺激的情况下,进行第二标准化输出信号测定165。通过将标准化分析 物响应输出信号162除以第二标准化值157来测定第二标准化分析物响应输出信号167。图 4G,如下文所述,提供了在葡萄糖分析系统中的测定第二标准化分析物响应输出信号167 的例子。
[0104] 在第二外来刺激的情况下,进行第二标准化参考相关性测定175。如之前所述,通 过回归技术测定在第二标准化分析物响应输出信号167和参考样本分析物浓度124之间的 第二标准化参考相关性177。图4H,如下文所述,提供了在葡萄糖分析系统中测定第二标准 化参考相关性177的例子。
[0105] 第二标准化参考相关性177优选作为校准信息的一部分储存在测量装置中。在这 种情况下,标准化参考相关性172不必储存在测量装置中并且优选不在分析期间使用。类 似地,校准信息可以考虑三种以上的外来刺激,其中各外来刺激除了为由各自的标准化关 系表示的组合的外来刺激所准备的单一标准化参考相关性之外还由储存在测量装置中的 各自的标准化关系表示。
[0106]图C示出了利用标准化参考相关性测定具有减少的外来刺激效果的样本的分析 物浓度的分析方法200。当使用者激活生物传感器系统的测量装置以分析诸如血液等样本 时,优选进行分析方法200。优选地,样本是包含红细胞的血液。光学和/或电化学方法可 以用来分析样本。
[0107] 在分析分析物响应输出信号测量220中,从样本测量一个或多个分析物响应输出 信号值222,其中该分析物响应输出信号值受到诸如物理特性、环境状况和/或制造偏差 等一种或多种外来刺激的影响,该外来刺激导致结合到分析物响应输出信号中的值中的误 差。从利用光学和/或电化学方法(例如门控安培法和门控伏安法等)从样本生成的一个 或多个输出信号测量分析物响应输出信号值222。
[0108] 在分析外来刺激量化230中,测量一个或多个外来刺激响应输出信号。响应于外 来刺激响应输出信号测定一个或多个量化的外来刺激值。从方法100可知,可以响应于第 一外来刺激测定单个或第一量化的外来刺激值232。方法100和102可以组合以响应于第 一外来刺激测定第一量化的外来刺激值232以及响应于第二外来刺激测定第二量化的外 来刺激值234。可以测定其他量化的外来刺激值。因此,针对由校准信息处理的各外来刺 激测定量化的外来刺激值。从利用光学和/或电化学方法(例如门控安培法和门控伏安法 等)从样本生成的一个或多个输出信号测量量化的外来刺激响应输出信号。
[0109] 在分析标准化值测定250中,一种或多种之前测定的标准化关系用来测定一个或 多个标准化值。之前测定的标准化关系的例子是之前描述的标准化关系142和之前描述的 第二标准化关系147。例如,将分析物响应输出信号值222和量化的外来刺激值232中的一 个或多个输入标准化关系142中。类似地,将分析物响应输出信号值222和量化的外来刺 激值234中的一个或多个输入第二标准化关系147中。以这种方式,外来刺激值232或234 可以输入标准化关系142或147中以测定标准化值。因此,将一个或多个分析物响应输出 信号值和一个或多个量化的外来刺激值输入一种或多种标准化关系中以测定一个或多个 标准化值。
[0110] 在标准化分析物响应输出信号测定260中,响应于一个或多个分析物响应输出信 号值和一个或多个标准化值测定至少一个标准化分析物响应输出信号值。将一个或多个分 析物响应输出信号值222除以标准化值以测定一个或多个标准化分析物响应输出信号值 262 (在一种外部刺激的情况下)或267 (在两种外部刺激的情况下)。优选地,一个分析物 响应输出信号值用来测定一个标准化分析物响应输出信号值。
[0111] 在分析分析物浓度测定280中,响应于一种或多种标准化参考相关性和一个或多 个标准化分析物响应输出信号测定样本中的一个或多个分析物浓度。优选地,诸如之前描 述的标准化参考相关性172或177等之前测定的标准化参考相关性将一个或多个标准化分 析物响应输出信号值262或267变换成样本的分析物浓度282。优选地,之前描述的标准化 参考相关性172或177将一个标准化分析物响应输出信号值变换成样本的分析物浓度。当 测定样本的两个以上的分析物浓度时,可以对分析物浓度求平均以提供样本的平均分析物 浓度。
[0112] 在290中,样本的分析物浓度282可以被显示、储存以用于将来参考、补偿和/或 用于额外的计算。
[0113] 因此,在分析方法200中,将标准化参考相关性172或177结合到测量装置中并且 与常规参考相关性会如何用来将主输出信号值转化成测定的样本分析物浓度类似地使用。 除了在分析方法200中之外,不是主输出信号值被参考相关性122变换,而是标准化分析物 响应输出信号值262或267分别被标准化参考相关性172或177变换以提供具有减少的来 自一种或多种外来刺激的效果的样本的分析物浓度。
[0114] 图1所示的利用校准的这种标准化过程测定用于结合到测量装置中的具有减少 的外来刺激效果的校准信息的校准方法1〇〇的例子是针对Ale分析系统。在本实施例中, 样本是血液;样本分析物是血液样本中的Ale并且样本分析物浓度是样本Ale%。Ale是主 刺激,而THb是外来刺激。整个图1计算的数字值对于不同的分析系统或甚至不同的Ale 分析系统将是不同的。这种方法用图1B~图1H中的图表示。
[0115] 图 1A不出了 在四个THb浓度(85mg/mL、125mg/mL、175mg/mL和 230mg/mL)下的 从测量装置的区1检测器记录的Ale反射率信号相对于参考样本分析物浓度(Ale% )的 图。对包含已知浓度的Ale的各血液参考样本重复进行两次Ale%测量。因为从测量装 置的区1检测器测量的Ale反射率信号是依赖THb的,所以对于同一Ale%参考样本分析 物浓度来说Ale反射率信号是分散开的。因此,即使对于一组参考样本来说实际Ale浓度 是相同的,从区1检测器测量的针对参考样本组的测量的Ale反射率信号也由于THb外来 刺激而不同。附图中所示出的方程式示出了用于这种分析的常规参考相关性,其中通过 这个方程式将来自测量装置的输出信号直接转化成分析物浓度。注释了测定的参考相关 性(Y= -0. 0006x2+0. 0263X+0. 2239)和来自参考样本的输出信号之间的较低的R2相关性 0.6272。
[0116] 图1B示出了如从测量装置的区2检测器测定的在四个THb参考样本浓度(85mg/ mL、125mg/mL、175mg/mL和230mg/mL)下的相对丨旦定的THb输出信号。因此,对于各THb浓 度来说,测定外来刺激THb的平均信号值。例如,在85mg/mLTHb样本浓度下通过求平均从 图1B测定~0. 76的量化的外来刺激信号值。求平均之外的方法可以用来量化来自次级输 出信号的外来刺激。
[0117] 图1C示出了为血液样本中四个不同的THb浓度分离开的从测量装置的区1检测 器记录的各自的Ale反射率信号。这允许选择单一样本分析物浓度,在该浓度下可以从 主输出信号测定合成的外来刺激响应输出信号值。在本实施例中,利用一般关系(R& = Slope*AlC% +Int,其中RAlc是来自测量装置的输出信号,Slope和Int分别是在各THb样 本浓度下的线性回归线的斜率和截距,Ale%是样本分析物浓度)在4个THb样本浓度的各 个浓度下测定线性回归线。可以使用其他回归技术。
[0118] 在附图上示出了在85THbmg/mL和230THbmg/mL下测定的回归方程,但是也测定 了在127和175mg/mLTHb下的回归方程。在本实施例中,选择单个选定的样本分析物浓度 9Alc%来从主输出信号测定合成的外来刺激响应输出信号值。因此,在本实施例中,参考样 本分析物浓度9%从85mg/mLTHb回归线对85mg/mLTHb样本提供了~0. 36Alc合成的外来 刺激响应输出信号值以及从230mg/mLTHb回归线对230mg/mLTHb样本提供了~0. 44Alc 合成的外来刺激响应输出信号值。
[0119] 合成的外来刺激响应输出信号值可以以从选定的参考样本分析物浓度测定回归 线以及"回测定"主输出信号值之外的其他方式来测定。例如,对于所有的四个THb水平可 以在一个参考样本Ale%浓度下从测量的主输出信号值选择合成的外来刺激响应输出信号 值。同时测量的单个THb反射率信号与Ale反射率信号配对以形成四对Ale和THb数据并 构建Ale反射率相对于THb反射率的曲线图,这也将形成标准化关系。
[0120] 虽然图1C中选择了单个选定的样本分析物浓度9Alc%,但是也可以优选选择6~ 11A1c%的参考样本分析物浓度。因此,在其下测定合成的外来刺激响应输出信号值的单个 选定的样本分析物浓度优选在参考样本分析物浓度范围的中间附近,但是可以在中间的任 一边以向分析系统提供所希望的测量性能。
[0121 ] 下面的表A示出了从在同一水平的THb下的THb信号的平均值和通过如图1C中的 上述一般回归关系0^。=31叩6私1(:%+11^)在单个41(3%浓度(在本实施例中为941(3%) 下计算的对应合成的THb响应输出信号收集的数据对。
[0122]
[0123] 衣A :甘成的和f均THb倍亏但
[0124] *对样本进行稀释以获得适于检测器的信号。
[0125]图1D是这四对数据的相关性曲线图,其中在Y轴上绘制了从Ale输出信号提取的 合成的外来刺激响应输出信号,在X轴上绘制了THb信号(次级输出信号),即外来刺激。 图1D也提供了测定标准化关系140的例子,其在单个Ale浓度下的合成的外来刺激响应输 出信号和响应于样本THb浓度的次级输出信号之间建立相关性。
[0126] 回归技术,在这种情况下为多项式(aj^THt^+afTHb+a。,其中a2、aJPa。是曲线拟 合的二次多项式标准化函数的系数并且THb是针对THb的量化的外来刺激值),然后用来 测定在单个选定的样本分析物浓度下的合成的外来刺激响应输出信号和量化的外来刺激 信号之间的标准化关系142。针对来自本实施例的Ale分析数据的特定的标准化关系在图 1D中作为Y= -3. 34X2+3. 85X-0. 63示出,因而示出了针对本实施例的特定的二次多项式系 数,其中Y是在单个选定的分析物浓度下响应于外来刺激计算的合成的外来刺激响应输出 信号,X是量化的外来刺激信号/值。不同的分析将具有不同的回归系数。当将X的值(量 化的外来刺激信号值)输入到二次多项式中时,Y的值通过这种标准化关系生成,其是标准 化值(NV)。
[0127] 图1E提供了利用标准化值测定标准化分析物响应输出信号162的例子。因此,利 用图ID的标准化关系和标准化值将来自图1C的Ale反射率信号转换成标准化主输出信号 值。从标准化关系和标准化值测定标准化分析物响应输出信号可以通过关系NR&=RA1。/ NVa1。表示,其中NRA1。是THb标准化分析物响应输出信号,RA1。是来自测量装置的A1c反射率 信号,NVA1。是标准化值。
[0128] 优选地,对分析物响应输出信号的全部或大部分进行标准化分析物响应输出信号 的测定以测定校准信息。然而,取决于分析系统可以使用一子组分析物响应输出信号。因 此,在图1E中,来自图1C的分析物响应输出
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