分析物浓度的检测方法

分析物浓度的检测方法
【专利摘要】本发明提供一种分析物浓度的检测方法，包括：提供一检测试片，包括：一第一组电极，包括一第一反应区；一第二组电极，包括一第二反应区；以及一反应试剂层，设置于第二反应区上；提供一血液，使血液与第一组电极和第二组电极接触；通过伏安法对第一组电极施加一第一电压，以取得一第一回馈值；依据第一回馈值计算出一血球容积比；对第二组电极施加一第二电压，以取得一第二回馈值；以及利用血球容积比和第二回馈值计算出一分析物浓度的一实际值。
【专利说明】
分析物浓度的检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种分析物浓度的检测方法，特别涉及一种具有校正血球容积比 (hematocrit ;Hct)偏差的分析物浓度检测方法。
【背景技术】
[0002] 血球容积比（hematocrit ;Hct)是指在一定量的血液中所含有的红血球数量比 例。更确切的说，血球容积比主要指抗凝全血经离心后测得沉淀的血细胞（主要是红血球） 在全血中占有的比例。离心后的红血球越多，血球容积比越高，表示血浆所占比例越少；离 心后的红血球越少，血球容积比越低，表示血浆所占比例越高。一般男性的血球容积比范围 大约为40%~50%，而女性的血球容积比范围大约为35%~45%，此数值范围会因性别、 年龄、生理、与饮食状况而受影响，若是病患则会有更广泛的血球容积比分布，低于20%以 及高于60 %也是常见的情况。
[0003] 传统上在临床实验室检测机台中所进行的血液样本检测，都是使用血浆做为检测 的样品，也就是在检测之前血液都先经过离心处理，得到的血浆再用以进行检测。如此一 来，血球容积比的差异对检测结果就不至于造成干扰。但是，相对于大型的临床实验机台， 医护点检测（P0CT)或是病患可自行操作（0TC)的检测机台通常需要取得病患的全血检体 作为测试样品。若须进行血浆血球分离以取得血浆进行测试，势必要取得更多体积的全血 检体以进行分离纯化血浆，导致病患自行操作的困难度和机台成本的增加，也增加了检验 所需的时间。所以一般医护点检测（P0CT)或是病患可自行操作（0TC)的检测机台多是使 用病患的全血检体进行直接的测量。但是，如此也使得具有个体差异性的血容积比造成检 测干扰。
[0004] 以血糖试片为例，不同的血球容积比会造成不同的影响，举例而言，当血球容积比 过低，易造成测量的血糖值过高，而当血球容积比过高，则会造成测量的血糖值过低。所以 如何提供一校正的系统与方法，使得样品中因血球容积比所导致的检测偏差，得以被正确 的校正，对检测系统而言是非常重要的。
[0005] 随着血糖仪产品日渐普及，2014年1月美国食品药物管理局（FDA)公布指引草案 (draft guidance)，内容首次提列血球容积比（hematocrit ;Hct)为干扰物质，使得血球容 积比被正式列入血糖机上市送审报告中须研究的干扰物对象，指引草案中也指出往后厂商 上市送审的产品允收测试，必须包含以血球容积比10%~65%范围的临床样本进行。
[0006] 因此，目前亟需一种改良的分析物浓度检测方法，除了能够针对因血球容积比所 导致的偏差正确地进行校正之外，还能够符合对于往后欲上市的血糖仪中样品所需测试的 血球容积比范围的要求。

【发明内容】

[0007] 根据一实施例，本发明提供一种分析物浓度的检测方法，包括：提供一检测试片， 包括：一第一组电极，包括一第一反应区；一第二组电极，包括一第二反应区；以及一反应 试剂层，设置于第二反应区上；提供一血液，使血液与第一组电极和第二组电极接触；通过 伏安法对第一组电极施加一第一电压，以取得一第一回馈值；依据第一回馈值计算出一血 球容积比；对第二组电极施加一第二电压，以取得一第二回馈值；以及利用血球容积比和 第二回馈值计算出一分析物浓度的一实际值。
[0008] 根据另一实施例，本发明提供一种分析物浓度的检测方法，包括：提供一检测试 片，包括：一第一组电极，包括一第一反应区；一第二组电极，包括一第二反应区；以及一反 应试剂层，设置于第二反应区上；提供一血液，使血液与第一组电极和第二组电极接触；利 用该第一组电极取得一血球容积比；利用血球容积比对与一分析物浓度相关的一线性关系 式进行校正，以取得一经校正的线性关系式；对第二组电极施加一电压，以取得一回馈值； 依据回馈值和经校正的线性关系式计算出分析物浓度的一实际值。
[0009] 为让本发明的上述和其他目的、特征与优点能更明显易懂，下文特举出优选实施 例，并配合附图，作详细说明如下：
【附图说明】
[0010] 图1为根据本发明一实施例显示一检测试片的示意图；
[0011] 图2为根据本发明第一方面的实施例显示分析物浓度的检测方法流程图；
[0012] 图3根据本发明一实施例显示通过方波伏安法（SWV)所施加的电压形态；
[0013] 图4为根据本发明第二方面的实施例显示分析物浓度的检测方法流程图；
[0014] 图5显示将具有相同血球容积比但不同血糖浓度的样品的电流值平均作图的结 果；
[0015] 图6为根据本发明一些实施例显示样品的回馈电流值与血球容积比之间的关系；
[0016] 图7为根据本发明一些实施例显示样品所测得与血糖浓度相关的电流值与不同 血球容积比之间的关系；
[0017] 图8A显示根据本发明一些实施例推算出的Ka值的趋势代表公式；
[0018] 图8B显示根据本发明一些实施例推算出的Kb值的分布范围；
[0019] 图9A、图9B为根据本发明一些实施例分别显示校正前后的血糖浓度测量值比较。
[0020] 【符号说明】
[0021] 100~检测试片
[0022] 102~第一组电极
[0023] 103~第一反应区
[0024] 104~第二组电极
[0025] 105~第二反应区
[0026] 106~反应试剂层
[0027] 108~样品注入处
[0028] 102'、104'~工作电极
[0029] 102"、104"~参考电极
[0030] 200、400 ~方法
[0031] 202-212、402-412 ~步骤
【具体实施方式】
[0032] 本发明提供一种分析物浓度的检测方法，此方法可使得检测样品中因血球容积比 (hematocrit ;Hct)所导致的检测偏差得以被正确的校正。
[0033] 图1为根据本发明一实施例显示一检测试片100的示意图。根据一实施例，本发 明提供一检测试片100,包括第一组电极102、第二组电极104、以及反应试剂层106。第一 组电极102可具有第一反应区103,而第二组电极104可具有第二反应区105,其中第一反 应区103与第二反应区105设置于一相同通道内。然而，如本领域技术人员可了解的，上述 配置可包括其他的变化，例如第一反应区与第二反应区可分别设置于不同通道内。
[0034] 在一实施例中，第一组电极102可由一工作电极102'和一参考电极102"组成，而 第二组电极104可由一工作电极104'和一参考电极104"组成。如图1所示，在此实施例 中，第一组电极102可配置于距离注入样品处108的相对近端，而第二组电极104可配置于 距离注入样品处108的相对远端，然而，如本领域技术人员可了解的，上述配置可包括其他 的变化，例如近远端颠倒设置、左右设置或不同平面设置等，只要第一组电极或第二组电极 能接触到血液进行检测，皆可运用于本公开中。在另一实施例中，第一组电极102的参考电 极102"和第二组电极104的参考电极104"可为电性连接。或者，又在另一实施例中，第一 组电极102和第二组电极104可共用一参考电极。
[0035] 应注意的是，根据本发明一实施例，参考电极104"配置于距离检测试片注入样品 处的相对远端，当两组电极102、104分别包括工作电极102'、104'和参考电极102"、104"， 如图1所示，或当参考电极102"和参考电极104"为电性连接时，参考电极104"更可另外 用来检测样品的进入，藉此，可在样品足够时再启动检测的功能，可达到更为准确测量的目 的。根据本发明另一实施例，当第一组电极102和第二组电极104共用一参考电极时，此共 用的参考电极同样可用来检测样品的进入，当检测到样品足够时再启动检测的功能。
[0036] 在一实施例中，第一组电极102的工作电极102'和参考电极102"的间距范围可 介于0· 01謹~5謹，例如：0· 01謹~1謹或0· 05mm~5謹，而第一组电极102的工作电极 102'和参考电极102"的面积比可介于1~1. 5,例如：1~1. 2。藉由上述的参数设定，当 以方波伏安法对第一组电极102施加一电压时，可以得到一稳定的回馈信号。
[0037] 在一实施例中，反应试剂层106可设置于第二组电极104的第二反应区105上。然 而，应注意的是，虽然图1仅显示反应试剂层106设置于第二组电极104的第二反应区105 上的实施例方面，但根据所提供的检测试片的电极材料、图案、配置等的不同，在其他实施 例中，反应试剂层106也可视情况进一步延伸设置于第一组电极102的第一反应区103上。 其中，反应试剂层106可包括例如一反应酵素和一电子媒介物。在一实施例中，反应试剂层 106仅具有一种反应酵素。
[0038] 应理解的是，上述检测试片的配置方式及示意图仅为本发明众多实施例之一，本 发明并不限于此，本领域技术人员可依据本发明的教示并参酌现有技术加以修改或润饰。
[0039] 根据第一方面的实施例，本发明提供一种分析物浓度的检测方法200,如图2所 示。图2为根据本发明一实施例显示一分析物浓度的检测方法200的流程图。方法200首 先进行至步骤202,提供一检测试片。此述的检测试片大致上与图1所示检测试片100相 同，包括：第一组电极102,具有第一反应区；第二组电极104,具有一第二反应区；以及反应 试剂层106,设置于第二反应区104上。类似地，此述的检测试片的结构也可包括不同的方 面，如上述对图1的检测试片100的描述相同，为达简洁的目的，故不在此赘述。
[0040] 接着，方法200进行至步骤204,提供一血液，使血液与检测试片的第一组电极和 第二组电极接触。配合图1的检测试片100的示意图所示，第一组电极102可配置于距离 注入样品处108的相对近端，而第二组电极104可配置于距离注入样品处108的相对远端， 当样品由样品注入处进入检测试片后，先经过第一反应区103并接触第一组电极102,再经 过第二反应区105并接触第二组电极104。第二组电极104的可视情况另外用来检测样品 的进入，藉此，可于样品足够时再启动检测的功能，可达到更为准确测量的目的。
[0041] 方法200进行至步骤206,通过伏安法对第一组电极施加一第一电压，以取得一第 一回馈值。在一实施例中，采用的伏安法为方波伏安法（square wave voltammetry ;SWV)， 通过方波伏安法（square wave voltammetry ;SWV)对第一组电极所施加的第一电压为一连 串的方波型的电压，如图3所示。此方波型的电压为一正电压，其初始电压值（E init)随时间 的进行以一增幅电压（EinOT)逐渐往最终目标电压（Efinal)递增。更确切的说，此方波型的电 压以初始电压值（E init)为中心，经由固定频率施加一固定电压振幅的正负电压震荡，接着 增加一固定增幅电压（EinJ，以新的电压值（E imt+EinCT)S中心作固定电压振幅的振荡，直到 电压值中心到达最终目标电压（E final)。在给予适当的振幅（A)、频率（F)及增幅电压（Ειη") 等参数调控的情况下，可以稳定测量到各种不同血球容积比的血液样品所产生的回馈值。 在一实施例中，第一电压可具有固定的振幅、频率及增幅电压。举例而言，第一电压的频率 可大于等于100Hz，例如可介于100Hz~4000Hz，且第一电压的振幅可大于等于0. 01V，例如 可介于0. 01V~0. 4V。在一实施例中，第一电压的增幅电压可介于0. 01V~0. 4V，例如可 介于0. 05V~0. 2V。其中第一电压之一电压扫描范围可介于0V~0. 8V，例如可介于0V~ 0. 5V，且第一电压的施加时间可介于0. 01秒~4秒，例如可介于0. 01秒~2秒。
[0042] 然而，值得一提的是，施加于第一组电极的第一电压可随着电极材料、图案、配置 等条件的改变而做出适应性的调整。举例而言，根据本发明一实施例，当电极的材料为碳 墨，例如：SPCE网版印刷电极时，第一电压的频率可例如介于100Hz~500Hz，且第一电压的 振幅可例如介于〇. 01V~0. 4V。并且，在此情况下，第一电压之一电压扫描范围可例如介于 0V~0. 5V，且第一电压的施加时间可例如介于0. 01秒~2秒。又例如，根据本发明另一实 施例，当电极的材料为金（Au)时，第一电压的频率可例如介于500Hz~4000Hz，且第一电压 的振幅可例如介于〇. IV~0. 4V。并且，在此情况下，第一电压之一电压扫描范围可例如介 于0V~0. 5V，且第一电压的施加时间可例如介于0. 01秒~2秒。
[0043] 应注意的是，特别通过方波伏安法（SWV)对第一组电极施加第一电压，是因为此 方法所得到的回馈值稳定，且只与血球容积比（Hct)相关，而与血糖浓度无关。在一实施例 中，回馈值可例如为一电流值，然而，如本领域技术人员可了解的，检测回馈值的方式可包 括其他的变化，例如当使用不同电路机制设计时，可将电流转换为电压、电容或其他电性形 式进行检测，本申请并不限于此。
[0044] 方法200进行至步骤208,依据第一回馈值计算出一血球容积比，可以该第一回馈 值与该血球容积比的关系式或查表换算方式取得对应的该血球容积比。
[0045] 方法200进行至步骤210,对第二组电极施加一第二电压，以取得一第二回馈 值。在步骤210中，可利用任何合适的方法对第二组电极施加第二电压，例如：安培法 (amperometry)、库仑法（coulometry)、电位法（potentiometry)、伏安法（voltammetry)、 电阻抗法（impedance)、或前述方法的组合，但本发明并不以此为限。
[0046] 应注意的是，本发明实施例中对第一组电极和第二组电极施加第一电压和第二电 压的顺序并没有特别的限制。在本发明第一方面中，只要可获得第一回馈值和第二回馈值， 且施加第一电压的方法是通过伏安法，皆可应用于本发明中以取得最终经过校正的血糖浓 度的实际值。举例而言，在一实施例中，可先对第一组电极施加第一电压后，再对第二组电 极施加第二电压。在另一实施例中，可先对第二组电极施加第二电压后，再对第一组电极施 加第一电压。或者，又在另一实施例中，可同时对第一组电极和第二组电极分别施加第一电 压和第二电压。
[0047] 方法200进行至步骤212,利用血球容积比和第二回馈值计算出一分析物浓度的 一实际值。其中，分析物浓度可例如为一血糖浓度。在一实施例中，利用血球容积比和第二 回馈值计算出一分析物浓度的一实际值的方法可以通过补偿法或查表法，但不限于此。在 另一实施例中，补偿法先依据第二回馈值计算出一分析物浓度的一测量值，可通过此第二 回馈值与分析物浓度的关系式或查表换算方式取得对应的测量值，再依据血球容积比与标 准血球容积比的差异进行一定比例的补偿，以取得分析物浓度的实际值。在再一实施例中， 查表法是先依据血球容积比取得对应与分析物浓度相关的线性关系式，再将第二回馈值带 入对应的线性关系式计算取得分析物浓度的实际值。
[0048] 根据本发明第二方面的实施例，本发明提供一种分析物浓度的检测方法400。图4 为根据本发明一实施例显示一分析物浓度的检测方法400的流程图。方法400首先进行至 步骤402,提供一检测试片。此述的检测试片大致上与图1所示检测试片100相同，包括：第 一组电极102,具有第一反应区；第二组电极104,具有一第二反应区；以及反应试剂层106， 设置于第二反应区104上。类似地，此述的检测试片的结构也可包括不同的方面，如上述对 图1的检测试片100的描述相同，为达简洁的目的，故不在此赘述。
[0049] 接着，方法400进行至步骤404,提供一血液，使血液与第一组电极和第二组电极 接触。配合图1的检测试片100的示意图所示，第一组电极102可配置于距离注入样品处 108的相对近端，而第二组电极104可配置于距离注入样品处108的相对远端，当样品由样 品注入处进入检测试片后，先经过第一反应区103并接触第一组电极102,再经过第二反应 区105并接触第二组电极104。第二组电极104的可视情况另外用来检测样品的进入，藉 此，可在样品足够时再启动检测的功能，可达到更为准确测量的目的。
[0050] 方法400进行至步骤406,利用第一组电极102取得一血球容积比。在此步 骤中，血球容积比的测量不限于伏安法，可例如包括：安培法（amperometry)、库仑法 (coulometry)、电位法（potentiometry)、伏安法（voltammetry)、电阻抗法（impedance)、 或前述方法的组合，但本发明并不以此为限。
[0051] 方法400进行至步骤408,利用血球容积比对与一分析物浓度相关的一线性关系 式进行校正，以取得一经校正的线性关系式。其中，此述与分析物浓度相关的线性关系式为 y = ax+b，其当血液的血球容积比为0%时，通过步骤406的方法所得的回馈值（例如回馈 电流值）与分析物浓度之一转换公式，其中y为回馈值（例如回馈电流值），a为一斜率参 数，X为分析物浓度，b为一截距参数，由于测定血球容积比易受到检测方法或仪器不同而 产生误差，若以〇%血球容积比的血液（即为血浆）做基准而得到与分析物浓度相关的线性 关系式时，可以消除检测误差的影响。在另一实施例中，也可通过正常标准Hct值（例如， 血球容积比为40~45%)的血液作为基准而得到与分析物浓度相关的线性关系式。值得 注意的是，本发明只需要提供一组预设的线性关系式，例如上述以0%或40~45%血球容 积比的血液做基准而得到与分析物浓度相关的线性关系式，再利用取得的血球容积比对该 线性关系式进行校正，则可直接获得对应该取得的血球容积比的经校正的线性关系式。
[0052] 在一实施例中，利用血球容积比对与分析物浓度相关的线性关系式进行校正的方 法包括：依据一对照表或一关系式取得对应血球容积比的一斜率系数和一截距系数，以及 利用斜率系数和截距系数对与分析物浓度相关的线性关系式进行校正，以取得经校正的线 性关系式。在另一实施例中，对照表包括多个血球容积比所对应的斜率系数和截距系数，这 些血球容积比的范围介于10 %~70 %，例如，血球容积比可包括：20%、30%、35%、43%、 55 %、60 %、65 %、或70 %，应注意的是，可利用内插法推算出不同的血球容积比的斜率系数 和截距系数，并不限于上述的特定值。在再一实施例中，关系式可包括常数、多项式或线性 关系式，将血球容积比代入此关系式后，即可获得一相应的斜率系数或截距系数。
[0053] 方法400进行至步骤410,对第二组电极施加一电压，以取得一回馈值。在步骤 412中，可利用任何合适的方法对第二组电极施加一电压，例如：安培法（amperometry)、 库仑法（coulometry)、电位法（potentiometry)、伏安法（voltammetry)、电阻抗法 (impedance)、或前述方法的组合，但本发明并不以此为限。
[0054] 方法400进行至步骤412,依据第二回馈值和经校正的线性关系式计算出分析物 浓度的一实际值。其中，分析物浓度可例如为一血糖浓度。其中，此述经校正的线性关系式 为：y = a' x+b'，其中y为第二回馈值，a'为一经斜率系数校正的斜率参数，X为分析物浓 度的实际值，b'为一经截距系数校正的截距参数。
[0055] 此外，本发明更可包括一第三方面，其分析物浓度的检测方法流程与本发明的第 二方面的大致相同，然而将步骤406中取代为：通过伏安法对第一组电极施加一第一电压， 以取得一第一回馈值，并依据此第一回馈值计算出一血球容积比。为达简洁的目的，以下将 仅针对第三方面与第二方面不同的部分进行描述，其他相同的步骤可参照本发明第二方面 的步骤402~404及步骤408~412,此处便不再赘述。
[0056] 详细而言，在本发明一第三方面中，将第二方面的步骤406取代为通过伏安法对 第一组电极施加一第一电压，以取得一第一回馈值。在一实施例中，采用的伏安法为方波 伏安法（square wave voltammetry ;SWV)，通过方波伏安法（square wave voltammetry ； SWV)对第一组电极所施加的第一电压为一连串的方波型的电压，如图3所示。此方波型的 电压为一正电压，其初始电压值（E init)随时间的进行以一增幅电压（EinJ逐渐往最终目标 电压（Efinal)递增。更确切的说，此方波型的电压以初始电压值（E init)为中心，经由固定频 率施加一固定电压振幅的正负电压震荡，接着增加一固定增幅电压（EinJ，以新的电压值 (E init+EinCT)为中心作固定电压振幅的振荡，直到电压值中心到达最终目标电压（E final)。在 给予适当的振幅（A)、频率（F)及增幅电压（Ειη")等参数调控的情况下，可以稳定测量到各 种不同血球容积比的血液样品所产生的回馈值。在一实施例中，第一电压可具有固定的振 幅、频率及增幅电压。举例而言，第一电压的频率可大于等于100Hz，例如可介于100Hz~ 4000Hz，且第一电压的振幅可大于等于0. 01V，例如可介于0. 01V~0. 4V。在一实施例中，第 一电压的增幅电压可介于〇. 01V~0. 4V，例如可介于0. 05V~0. 2V。其中第一电压的一电 压扫描范围可介于0V~0. 8V，例如可介于0V~0. 5V，且第一电压的施加时间可介于0. 01 秒~4秒，例如可介于0. 01秒~2秒。
[0057] 接着，依据第一回馈值计算出一血球容积比。本发明人经实验发现，第一回馈值 (电流）与血球容积比之间的关系呈现一反比关系，且可表示为一关系式，其中该关系式可 包括多项式或线性关系式，随后，将检测到的第一回馈值代入此关系式后，即可获得一相应 的血球容积比。在一实施例中，第一回馈值与血球容积比之间的关系可表示于一对照表， 该对照表中血球容积比的范围可介于10%~70%，例如，血球容积比可包括：20%、30%、 35 %、43 %、55 %、60 %、65 %、或70 %。应注意的是，根据第一回馈值与血球容积比之间的反 比关系，可利用内插法推算出不同的血球容积比，并不限于上述的特定值。
[0058] 简而言之，本发明第一方面所提供的分析物浓度的检测方法，利用伏安法测得不 受到分析物浓度影响的血球容积比，再根据血球容积比获得分析物浓度的实际。此外，本发 明第二方面所提供的分析物浓度的检测方法，血球容积比的测量不限于伏安法，利用测得 的血球容积比取得斜率系数及截距系数，以校正预设的线性关系式，再将与分析物浓度相 关的回馈值代入经校正的线性关系式，即可直接获得分析物浓度的实际值。在本发明第二 方面的一实施例中，利用第一组电极取得一血球容积比方法包括：安培法（amperometry)、 库仑法（coulometry)、电位法（potentiometry)、伏安法（voltammetry)、电阻抗法 (impedance)或前述方法的组合。在第二方面的另一实施例中，取得一血球容积比方法包括 利用电极对间的流经时间换算或AC电阻抗法。
[0059] 另外，在本发明第二方面所提供的分析物浓度的检测方法中，若同样使用伏安法 测得不受到分析物浓度影响的血球容积比时，则形成本发明的第三方面。也就是说，本发明 第三方面所提供的分析物浓度的检测方法，利用伏安法测得不受到分析物浓度影响的血球 容积比后，进一步利用血球容积比获得一经校正的线性关系式，将与分析物浓度相关的回 馈值代入经校正的线性关系式，即可直接获得分析物浓度的实际值。
[0060] -般用来校正分析物浓度因受到血球容积比（hematocrit ;Hct)影响而产生偏差 的方法包括直接测量血球容积比并校正补偿其测量值，然而，这些方法都无法获得只与血 球容积比相关，而不与其他因素如血糖浓度、三酸甘油酯浓度等相关的测量值。此外，目前 市面上的血糖仪通常只有在一般正常血液所具有的血球容积比范围内（如30%~55% ) 所测得的测量值才能直接准确的反应真实的血糖浓度，有一些血糖仪甚至只在特定的血球 容积比（如42%)下才能准确的测量。当需要检验的样品的血球容积比不在血糖仪所能准 确检测的范围内时，还需要事先将样品的血球容积比进行调整，否则会造成检测误差。
[0061] 本发明提供一种分析物浓度的检测方法，其可正确地校正分析物浓度因受到血球 容积比（hematocrit ;Hct)所导致的偏差值。此外，本发明所提供的分析物浓度检测方法， 依据本发明人深入研究所得的校正关系或演算方法，使得不同的血球容积比之间具有关 联，更进一步在血球容积比（Hct)范围10%~70%之间都能正确地测量出血糖浓度，符合 美国食品药物管理局（FDA)对血糖仪上市所订定的审查标准。
[0062] 此外，本发明所使用的方波伏安法（SWV)在机台上的建构较为平易，成本较低。再 加上方波伏安法（SWV)对于血糖浓度的敏感度远低于一般市面上所使用测量血球容积比 (Hct)的方法，故可较正确地推算出实际的血糖浓度。
[0063] 以下提供实施例说明本发明所提供的分析物浓度的检测方法：
[0064] 实施例1 :
[0065] 提供检测试片及血液样品
[0066] 首先，提供一检测试片，包括以网版印刷碳墨为材料的两组电极，两组电极分别具 有工作电极和参考电极。接着，以葡萄糖氧化酵素、铁氰化钾（potassium ferricyanide)、 PBS缓冲液、牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin)当作反应试剂层覆盖在第二组电极上， 而第一组电极上没有覆盖反应试剂层。以第二组电极的参考电极用来检测样品的进入以及 判断样品是否足够。取5种血糖浓度不同的样品（57mg/dl、75. 6mg/dl、140mg/dl、203mg/ dl、327mg/dl)，各自再配成9种不同的血球容积比（0%、20%、30%、35%、43%、55%、 60%、65%、70%)作为血液样品，分别由样品注入处注入。样品先经过第一组电极，再到达 第二组电极，当第二组电极的参考电极检测到样品的进入时，启动测量的功能。
[0067] 实施例2 :
[0068] 通过方波伏安法（SWV)施加电压所测量的样品回馈电流值
[0069] 启动测量功能后，通过方波伏安法（SWV)施加一连串方波型电压至第一组电极， 调控其振幅为〇. 01V、频率为100Hz、增幅电压为0. 01V，且电压扫描范围介于0V~0. 5V。接 着，测量各个样品所产生的回馈电流，结果如图5所示。其中，以0.24V的电压去计算不同血 糖浓度的回馈电流的偏差值，得到〇% Hct的CV值为2. 68%、20% Hct的CV值为2. 24%、 30% Hct 的 CV 值为 2. 03%、35% Hct 的 CV 值为 4. 23%、43% Hct 的 CV 值为 2. 17%、55% !1(^的(^值为4.5%、60%!1(^的（^值为4.01%、65%!1(^的（^值为3.61%、以及70% Hct的CV值为2. 68%。由图5可以观察到，血球容积比较低的样品所产生的电流较高，血 球容积比较高的样品产生的电流较低。同时可发现，虽然各个样品的血糖浓度不相同，但是 通过方波伏安法施加电压所测量到的回馈电流受血糖浓度的影响较低（CV值小于5 % )，甚 至几乎不受血糖浓度的影响。
[0070] 实施例3 :
[0071] 回馈电流值与血球容积比的关系
[0072] 使用不同人体所得的静脉血并调制不同血球容积比的样品重复进行实验，记录各 个样品的血球容积比和所产生的回馈电流值。根据实验结果推算回馈电流值与血球容积比 的关系，如图6所示，可发现回馈电流值与血球容积比的确是呈现一反比的关系。所以当样 品注入检测试片并启动测量功能时，可以通过方波伏安法（SWV)施加电压得到一回馈电流 以估算其相应的血球容积比的数值。
[0073] 实施例4 :
[0074] 不同血球容积比与血糖浓度相关电流值的关系
[0075] 不同全血样品引入样品流道后，对第二组电极施加0. 3V的电压，并检测试片上的 回馈电流，若使用不同血糖浓度的全血样品可得出一血糖值与回馈电流的线性关系。此时 若使用不同血球容积比的全血样品进行检测，可得出不同血球容积比全血样品的血糖与回 馈电流的线性关系，如图7所示，当样品中血球容积比过高，易造成检测试片中试剂溶解较 慢，且试剂反应受氧浓度偏高影响，使得反应酵素产生的与血糖相关的回馈电流值偏低，相 反地，当样品中血球容积比过低，则会造成反应酵素产生的与血糖相关的回馈电流值偏高。 观察不同血球容积比的样品的血糖与回馈电流线性关系，可进一步发现各个不同血球容积 比的血糖与回馈电流线性关系之间具有一固定关系存在。
[0076] 实施例5 :
[0077] 推导Hct X%公式
[0078] 若将不同的Hct X%的直线y = alx+bl与Hct 0%的直线y = ax+b相比，可发现 a/al的Ka值在不同的血液样品之下都为一接近的数值。若以Hct 0%的斜率做为基准对 其他Hct X%的斜率进行计算，则可获得如表1所示的Ka值的数据。
[0079] 表 1
[0080]
[0081] 将各个具有不同血球容积比的样品的斜率项比值（表示为Ka)对于血球容积比数 值进行比较后，Ka值可以归纳出一个趋势，如图8A所示。而将各个具有不同血球容积比的 样品的常数项差值b-h (表示为Kb)对于血球容积比数值进行比较后，Kb值也可归纳出一 个分布范围，如图8B所示。由上述以及的关系可知，Hct X%的直线 y = aj+bi!可表示为直线 y = (a/Ka)x+(b_Kb)。
[0082] 接着，导入大量的数据推算出Ka值的趋势代表公式，如图8A所示，当Hct值>20 时，Ka值的趋势代表公式为y = 0. 0006x2-0. 0124x+l. 2396,而当Hct值〈20时，Ka值的趋 势代表公式为y = 0. 0116X+1。另外，由图8B可看到，由于Kb值为随机数，且彼此之间的差 值不大，因此，在后续的关系式中，取其平均值714来代表常数项的Kb值。
[0083] 利用实施例3的方法估算出血球容积比的数值后，将此数值代入上述Ka值的趋势 代表公式y = 0. 0006x2-0. 0124x+l. 2396或y = 0. 0116x+l中，即可推算出Ka值。如表2 所示，可以观察到相同的血球容积比具有固定范围的Ka值，并不会受到不同血糖浓度的影 响。接下来，将所得到的Ka值和Kb值代入Hct X%的直线y= (a/Ka)x+(b_Kb)中就能推 导出符合相应斜率及截距关系的Hct X%公式。在Hct为0%的情况下，所推导出Hct 0% 的公式为y = 160. 43X+5789,其中X代表所测得的血糖相关电流值，y代表对应的血糖浓 度。因此，根据估算出的血球容积比推导出符合各个血球容积比的相应斜率及截距关系的 Hct X%公式后，只要提供所测得的血糖相关电流值，就能正确估算出对应的血糖浓度。由 于本发明的Ka值和Kb值只与血球容积比相关，不会随着不同的血糖浓度或不同的样品而 有所差异，因此，本发明只需提供一组预设的线性关系式，再利用不同血球容积比所推得的 Ka值和Kb值对预设的线性关系式进行校正，就可以直接获得对应于不同血球容积比的经 校正的线性关系式。
[0084] 表 2
[0085]
[0086] 实施例6 :
[0087] 校正前后的血糖测量值比较
[0088] 对实施例1所述5种血糖浓度不同的样品（57mg/dl、75. 6mg/dl、140mg/dl、203mg/ dl、327mg/dl)，各自再配成8种不同的血球容积比（0%、20%、30%、35%、43%、55%、 60%、65% )进行测量，原始未经校正过的血糖测量值，如图9A所示。由图9A可看到，因各 种血球容积比的干扰，在同一血糖浓度下呈现各种测量数值的偏差。相较之下，经过实施例 1~5的方法，其经校正后的血糖测量值，已消除原有的血球容积比干扰，同一血糖值的样 品数据变得较为集中，如图9B所示。
[0089] 上述结果证实，本发明成功利用方波伏安法（SWV)检测并估算血球容积比，并利 用此血球容积比自Hct 0%的公式去推导出符合相应斜率及截距关系的Hct X%公式，在血 球容积比范围20%~65%下，直接通过测得与分析物浓度相关的电流值即可准确地估算 出分析物浓度的实际值。测量所得的血糖值与标准值的偏差，由原本未经校正时的偏差值 (Bias)介于0%~80%，在校正后被缩减至偏差值（Bias) ±15%。
[0090] 虽然本发明已以数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当视所附权利要求书界定范围为准。
【主权项】
1. 一种分析物浓度的检测方法，包括： 提供检测试片，包括： 第一组电极，包括第一反应区； 第二组电极，包括第二反应区；以及 反应试剂层，设置于该第二反应区上； 提供血液，使该血液与该第一组电极和该第二组电极接触； 通过伏安法对该第一组电极施加第一电压，以取得第一回馈值； 依据该第一回馈值计算出血球容积比； 对该第二组电极施加第二电压，以取得第二回馈值；以及 利用该血球容积比和该第二回馈值计算出分析物浓度的实际值。2. 如权利要求1所述的分析物浓度的检测方法，其中该反应试剂层包括反应酵素和电 子媒介物。3. 如权利要求1所述的分析物浓度的检测方法，其中该伏安法为方波伏安法（square wave voltammetry ;SWV)〇4. 如权利要求1所述的分析物浓度的检测方法，其中该第一组电极和该第二组电极分 别包括工作电极和参考电极。5. 如权利要求3所述的分析物浓度的检测方法，其中该第一组电极包括工作电极和参 考电极，该第一组电极的该工作电极和该参考电极的间距范围介于〇. 01~5mm和/或该第 一组电极的该工作电极和该参考电极的面积比介于1~1. 5。6. 如权利要求3所述的分析物浓度的检测方法，其中该第一电压的频率大于等于 100Hz、该第一电压的振幅大于等于0.01V、和/或该第一电压的增幅电压介于0.01~ 0. 4V〇7. 如权利要求3所述的分析物浓度的检测方法，其中该第一电压的电压扫描范围介于 0~0. 8V和/或该第一电压的施加时间介于0. 01~4秒。8. 如权利要求1所述的分析物浓度的检测方法，还包括： 利用该血球容积比对与分析物浓度相关的线性关系式进行校正，以取得经校正的线性 关系式；以及 依据该第二回馈值和该经校正的线性关系式计算出该分析物浓度的实际值。9. 如权利要求8所述的分析物浓度的检测方法，其中利用该血球容积比对与该分析物 浓度相关的该线性关系式进行校正的方法包括： 依据对照表或关系式取得对应该血球容积比的斜率系数和截距系数；以及 利用该斜率系数和该截距系数对与该分析物浓度相关的该线性关系式进行校正，以取 得该经校正的线性关系式。10. 如权利要求9所述的分析物浓度的检测方法，其中该对照表包括多个血球容积比 所对应的该斜率系数和该截距系数，这些血球容积比的范围介于10%~70%。11. 如权利要求8所述的分析物浓度的检测方法，其中与该分析物浓度相关的该线性 关系式为y = ax+b，其中y为该第二回馈值，a为斜率参数，X为该分析物浓度，b为截距参 数，其中该线性关系式y = ax+b是当该血液的该血球容积比为0%时，该第二回馈值与该分 析物浓度的转换公式。12. 如权利要求8所述的分析物浓度的检测方法，其中与该分析物浓度相关的该线性 关系式为y = ax+b，其中y为该第二回馈值，a为斜率参数，X为该分析物浓度，b为截距参 数，其中该线性关系式y = ax+b是当该血液的该血球容积比为40~45%时，该第二回馈值 与该分析物浓度的转换公式。13. 如权利要求9所述的分析物浓度的检测方法，其中该经校正的线性关系式为y = a' x+b'，其中y为该第二回馈值，a'为经该斜率系数校正的斜率参数，X为该分析物浓度的 该实际值，b'为经该截距系数校正的截距参数。14. 一种分析物浓度的检测方法，包括： 提供检测试片，包括： 第一组电极，包括第一反应区； 第二组电极，包括第二反应区；以及 反应试剂层，设置于该第二反应区上； 提供血液，使该血液与该第一组电极和该第二组电极接触； 利用该第一组电极取得血球容积比； 利用该血球容积比对与分析物浓度相关的线性关系式进行校正，以取得经校正的线性 关系式； 对该第二组电极施加电压，以取得回馈值； 依据该回馈值和该经校正的线性关系式计算出该分析物浓度的实际值。15. 如权利要求14所述的分析物浓度的检测方法，其中利用该血球容积比对与该分析 物浓度相关的该线性关系式进行校正的方法包括： 依据对照表或关系式取得对应该血球容积比的斜率系数和截距系数；以及 利用该斜率系数和该截距系数对与该分析物浓度相关的该线性关系式进行校正，以取 得该经校正的线性关系式。16. 如权利要求15所述的分析物浓度的检测方法，其中该对照表包括多个血球容积比 所对应的该斜率系数和该截距系数，这些血球容积比的范围介于10%~70%。17. 如权利要求14所述的分析物浓度的检测方法，其中与该分析物浓度相关的该线性 关系式为y = ax+b，其中y为该回馈值，a为斜率参数，X为该分析物浓度，b为截距参数， 其中该线性关系式y = ax+b是当该血液的该血球容积比为0%时，该回馈值与该分析物浓 度的转换公式。18. 如权利要求14所述的分析物浓度的检测方法，其中与该分析物浓度相关的该线性 关系式为y = ax+b，其中y为该回馈值，a为斜率参数，X为该分析物浓度，b为截距参数， 其中该线性关系式y = ax+b是当该血液的该血球容积比为40~45%时，该回馈值与该分 析物浓度的转换公式。19. 如权利要求15所述的分析物浓度的检测方法，其中该经校正的线性关系式为：y = a' x+b'，其中y为该回馈值，a'为经该斜率系数校正的斜率参数，X为该分析物浓度的该实 际值，b'为经该截距系数校正的截距参数。20. 如权利要求14所述的分析物浓度的检测方法，其中利用该第一组电极取得血球容 积比方法包括：安培法（amperometry)、库仑法（coulometry)、电位法（potentiometry)、伏 安法（voltammetry)、电阻抗法（impedance)或前述方法的组合。
【文档编号】G01N27/48GK106093170SQ201510551666
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年9月1日
【发明人】陈筑瑄, 颜钰芳, 袁亦云, 沈蕙如, 林芬菲, 董易庭, 谢文彬
【申请人】财团法人工业技术研究院