用于根据从含分析物的样品的感测物理特性导出的指定取样时间确定的分析物测量的瞬态信号错误捕集制造技术

本发明专利技术公开了方法、系统和测量仪的各种实施例，所述方法、系统和测量仪允许利用生物传感器通过以下方式获得更精确的分析物浓度：确定包含所述分析物(具体地为葡萄糖)的所述血样的至少一个物理特性(具体地为血细胞比容)，以及基于所述物理特性、所估计的分析物浓度与取样时间之间的关系来导出特定取样时间。然后通过监测所述生物传感器来确定所述生物传感器的至少一个输出瞬态信号是否有错误，如果所述生物传感器的所述信号输出不满足特定标准，则标记出错误。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权根据《美国法典》第35卷第119、120、365、371条以及《巴黎公约》，本专利申请要求于2013年6月28日先期提交的与本申请具有相同标题的美国专利申请序列号13/929,782(代理人案卷号DDI5271USNP)以及于2013年6月28日先期提交的与本申请具有相同标题的美国专利申请序列号61/840,360(代理人案卷号DDI5271USPSP)的优先权，所有以上专利申请据此以引用方式并入本文。
技术介绍
电化学葡萄糖测试条，诸如用于全血测试套件(可购自LifeScan公司)中的那些，被设计用于测量糖尿病患者的生理流体样品中的葡萄糖浓度。葡萄糖的测量可基于葡萄糖氧化酶(GO)对葡萄糖的选择性氧化来进行。葡萄糖测试条中可发生的反应由下面的公式1和公式2概括。公式1葡萄糖+GO(ox)→葡萄糖酸+GO(red)公式2GO(red)+2Fe(CN)63-→GO(ox)+2Fe(CN)64-如公式1中所示，葡萄糖被葡萄糖氧化酶的氧化形式(GO(ox))氧化成葡萄糖酸。应该指出的是，GO(ox)还可被称为“氧化的酶”。在公式1的反应过程中，氧化的酶GO(ox)被转化为其还原状态，其被表示为GO(red)(即，“还原的酶”)。接着，如公式2中所示，还原的酶GO(red)通过与Fe(CN)63-(被称作氧化介体或铁氰化物)的反应而被再氧化回GO(ox)。在GO(red)重新生成回其氧化状态GO(ox)的过程中，Fe(CN)63-被还原成Fe(CN)64-(被称作还原介体或亚铁氰化物)。当利用施加于两个电极之间的测试信号进行上述反应时，可通过在电极表面处经还原介体的电化学再氧化生成测试电流。因此，由于在理想环境下，上述化学反应过程中生成的亚铁氰化物的量与定位在电极之间的样品中葡萄糖的量成正比，所以生成的测试电流将与样品的葡萄糖含量成比例。诸如铁氰化物的介体是接受来自酶(诸如葡萄糖氧化酶)的电子并随后将该电子供给电极的化合物。随着样品中的葡萄糖浓度增加，所形成的还原介体的量也增加；因此，源自还原介体再氧化的测试电流与葡萄糖浓度之间存在直接关系。具体地，电子在整个电界面上的转移致使测试电流流动(每摩尔被氧化的葡萄糖对应2摩尔的电子)。因此，由于葡萄糖的引入而产生的测试电流可被称为葡萄糖信号。当某些血液成分存在时，会对测量产生不良影响并导致检测信号不精确，从而对电化学生物传感器产生负面影响。例如，测量不精确可导致葡萄糖读数不精确，使得患者无法察觉潜在地危险的血糖含量。作为一个例子，血液的血细胞比容含量(即红细胞在血液中所占的数量百分比)会对所得分析物浓度的测量造成错误影响。血液中红细胞容积的变化会使一次性电化学测试条所测量的葡萄糖读数出现差异。通常，高血细胞比容下会出现负偏差(即计算出的分析物浓度偏低)，低血细胞比容下会出现正偏差(即计算出的分析物浓度比参照分析物浓度高)。在高血细胞比容下，例如，血红细胞可能会阻碍酶与电化学媒介物的反应，降低化学溶解速率，因为用于使化学反应物成溶剂化物的血浆量较低并且媒介物的扩散速度慢。这些因素会造成比预期的葡萄糖读数低，因为电化学过程中产生的信号较小。相反，在低血细胞比容下，可影响电化学反应的红细胞数量比预期要少，因而测量的信号也更大。此外，生理流体样品电阻也与血细胞比容相关，这会影响电压和/或电流测量。已采取了多个策略来降低或避免基于血细胞比容的变型对血糖造成的影响。例如，测试条已被设计成结合多个可将样品中的红细胞去除的筛目，或者被设计含有多种化合物或制剂，以提高红细胞的粘度并减弱低血细胞比容对浓度测定的影响。为了校正血细胞比容，其他测试条包括细胞溶解剂和被配置成确定血红蛋白浓度的系统。另外，生物传感器已被配置成通过下述方式来测量血细胞比容：测量经过交替电流信号的流体样品的电响应或利用光照射生理流体样品之后的光学变型的变化，或者基于样品室填充时间的函数来测量血细胞比容。这些传感器具有某些缺点。涉及血细胞比容检测的策略的通用技术为使用所测量的血细胞比容值来校正或改变所测量的分析物浓度，所述技术通常示于和描述于下述相应的美国专利申请公布No.2010/0283488、2010/0206749、2009/0236237、2010/0276303、2010/0206749、2009/0223834、2008/0083618、2004/0079652、2010/0283488、2010/0206749、2009/0194432或美国专利No.7,972,861和7,258,769中，所有这些专利申请和专利均以引用方式在此并入本申请。
技术实现思路
申请人已设计出允许确定生物传感器的输出信号瞬态错误的系统和方法。在一个方面，申请人已设计出包括测试条和分析物测量仪的分析物测量系统。测试条包括衬底、连接至相应电极连接器的多个电极。分析物测量仪包括外壳、被配置成连接至测试条的相应电极连接器的测试条端口连接器、和微处理器，所述微处理器与测试条端口连接器电连通以施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号。在测量仪中，微处理器被配置成：将第一信号施加至多个电极以便确定流体样品的物理特性；(a)基于测试序列期间的预定取样时间点来估计分析物浓度；(b)在测试序列期间的由所确定的物理特性决定的指定取样时间点或间隔处将第二信号施加至多个电极中的第一电极和第二电极；(c)测量第一电极和第二电极中的每一个电极在包括指定取样时间的多个时间点处的信号输出；(d)测量第一电极和第二电极中的每一个电极在指定取样时间的预定偏移时间间隔(Δt)处的信号输出；(e)评估第一电极和第二电极中的每一个电极，确定预定偏移时间间隔和指定取样时间之间的信号输出的斜率是否接近于零或随时间而增大；(f)如果各个电极在指定取样时间的预定偏移时间处的信号输出的斜率下降，则根据第一电极和第二电极在指定取样时间处的信号输出来确定或计算分析物浓度并通告该分析物浓度；以及(g)如果各个电极在指定取样时间的预定偏移时间处的信号输出的斜率接近于零或随时间而增大，则通告错误。在另外的第二方面，申请人已设计出包括测试条和分析物测量仪的分析物测量系统。测试条包括衬底、连接至相应电极连接器的多个电极。分析物测量仪包括外壳、被配置成连接至测试条的相应电极连接器的测试条端口连接器、和微处理器，所述微处理器与测试条端口连接器电连通以施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析物测量系统，包括：测试条，所述测试条包括：衬底；多个电极，所述多个电极连接至相应电极连接器；以及分析物测量仪，所述分析物测量仪包括：外壳；测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至所述测试条的相应电极连接器；和微处理器，所述微处理器与所述测试条端口连接器电连通以施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号，其中所述微处理器被配置成：(a)将第一信号施加至所述多个电极以便确定流体样品的物理特性；(b)基于测试序列期间的预定取样时间点来估计分析物浓度；(c)在所述测试序列期间的由所确定的物理特性决定的指定取样时间点或间隔处将第二信号施加至所述多个电极中的第一电极和第二电极；(d)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在包括所述指定取样时间的多个时间点处的信号输出；(e)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间间隔(Δt)处的信号输出；(f)评估所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极，确定所述预定偏移时间间隔(Δt)与所述指定取样时间之间的信号输出的斜率是否接近于零或随时间增大；(g)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间(Δt)处的信号输出的斜率降低，则根据所述第一电极和所述第二电极在所述指定取样时间处的信号输出来确定或计算所述分析物浓度并通告所述分析物浓度；以及(h)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间(Δt)处的信号输出的斜率接近于零或随时间增大，则通告错误。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.27 US 61/840,360;2013.06.28 US 13/929,7821.一种分析物测量系统，包括：
测试条，所述测试条包括：
衬底；
多个电极，所述多个电极连接至相应电极连接器；以及
分析物测量仪，所述分析物测量仪包括：
外壳；
测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至
所述测试条的相应电极连接器；和
微处理器，所述微处理器与所述测试条端口连接器电连通以
施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号，其中所述微处理
器被配置成：
(a)将第一信号施加至所述多个电极以便确定流体样品的物理
特性；
(b)基于测试序列期间的预定取样时间点来估计分析物浓度；
(c)在所述测试序列期间的由所确定的物理特性决定的指定取
样时间点或间隔处将第二信号施加至所述多个电极中的第
一电极和第二电极；
(d)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在包括
所述指定取样时间的多个时间点处的信号输出；
(e)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在所述
指定取样时间的预定偏移时间间隔(Δt)处的信号输出；
(f)评估所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极，确定
所述预定偏移时间间隔(Δt)与所述指定取样时间之间的信
号输出的斜率是否接近于零或随时间增大；
(g)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间(Δt)处
的信号输出的斜率降低，则根据所述第一电极和所述第二
电极在所述指定取样时间处的信号输出来确定或计算所述
分析物浓度并通告所述分析物浓度；以及
(h)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间(Δt)处
的信号输出的斜率接近于零或随时间增大，则通告错误。
2.一种分析物测量系统，包括：
测试条，所述测试条包括：
衬底；
多个电极，所述多个电极连接至相应电极连接器；以及
分析物测量仪，所述分析物测量仪包括：
外壳；
测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至
所述测试条的相应电极连接器；和
微处理器，所述微处理器与所述测试条端口连接器电连通以
施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号，其中所述微处理
器被配置成：
(a)将第一信号施加至所述多个电极以便确定流体样品的物理
特性；
(b)基于测试序列期间的预定取样时间点来估计分析物浓度；
(c)在所述测试序列期间的由所确定的物理特性决定的指定取
样时间点或间隔处将第二信号施加至所述多个电极中的第
一电极和第二电极；
(d)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在包括
所述指定取样时间的多个时间点处的信号输出；
(e)评估所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极，确定
所述预定偏移时间间隔与所述指定取样时间之间的信号输
出的斜率是否接近于零或随时间增大；
(f)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间处的信
号输出的斜率接近于零或随时间增大，则将错误标记设置
为活动状态；
(g)根据所述第一电极和所述第二电极在所述指定取样时间处
的信号输出来确定或计算所述分析物浓度；
(h)如果设置了所述错误标记，则终止所述过程；以及
(i)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间处的信
号输出的斜率降低，则通告所述分析物值。
3.一种分析物测量系统，包括：
测试条，所述测试条包括：
衬底；
多个电极，所述多个电极连接至相应电极连接器；以及
分析物测量仪，所述分析物测量仪包括：
外壳；
测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至
所述测试条的相应电极连接器；和
微处理器，所述微处理器与所述测试条端口连接器电连通以
施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号，其中所述微处理
器被配置成：
(a)将第一信号施加至所述多个电极以便确定流体样品的物理
特性；
(b)基于测试序列期间的预定取样时间点来估计分析物浓度；
(c)在所述测试序列期间的由所确定的物理特性决定的指定取
样时间点或间隔处将第二信号施加至所述多个电极中的第
一电极和第二电极；
(d)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在包括
所述指定取样时间的多个时间点处的信号输出；
(e)测量所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极在所述
指定取样时间的预定偏移时间间隔(Δt)处的信号输出；
(f)评估各个工作电极在所述指定取样时间的预定偏移时间间
隔处的输出信号的幅值是否大于或等于所述工作电极在所
述指定取样时间处的所测量的或取样的输出信号的幅值，
并且如果为真，则计算所述样品的分析物浓度，否则如果
为假，则通告错误或设置错误标记；以及
(g)确定各个工作电极在所述指定取样之前的偏移时间间隔处
的输出信号的幅值是否小于所述工作电极在所述指定取样

\t时间Tss处的幅值，并且如果为真，则通告错误或将错误
标记设置为活动状态。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述各个工作电极的斜率由相应的公
式来限定：
m1=Iwe1(Tss)-Iwe1(Δt+Tss)Tss-(Tss-Δt)]]>m2=Iwe2(Tss)-Iwe2(Δt+Tss)Tss-(Tss-Δt)]]>其中
Iwe1(Δt+Tss)为由(Tss+Δt)限定的时间点附近的输出信号；
Tss为所述指定取样时间，并且Δt为正或负时间差，并且优选为约-30
毫秒；
Iwe2(Δt+Tss)为由(Tss+Δt)限定的时间点附近的输出信号；
Tss为所述指定取样时间，并且Δt为正或负时间差，并且优选为约-30
毫秒；
Iwe1(Tss)为所述指定取样时间Tss附近的输出信号；
Iwe2(Tss)为所述指定取样时间Tss附近的输出信号；
Δt包括约±100毫秒至±600毫秒的预定时间间隔；
m1为所述第一工作电极在所述指定取样时间附近的输出信号的斜率的
估计值；
m2为所述第一工作电极在所述指定取样时间附近的输出信号的斜率的
估计值。
5.根据权利要求1-3中的一项所述的系统，其中所述多个电极包括四个电
极，其中所述第一电极和所述第二电极用于测量所述分析物浓度，并
且所述第三电极和所述第四电极用于测量所述物理特性。
6.根据权利要求1-3中的一项所述的系统，其中所述第一电极、所述第二
电极、所述第三电极和所述第四电极设置在提供于所述衬底上的同一
腔室中。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一电极和所述第二电极以及所
述第三电极和所述第四电极设置在提供于所述衬底上的相应两个不同
腔室中。
8.根据权利要求5所述的系统，其中全部所述电极均设置在由所述衬底限
定的同一平面上。
9.根据权利要求5所述的系统，其中试剂靠近所述至少两个其他电极设置
并且没有试剂设置在所述至少两个电极上。
10.根据权利要求5所述的系统，其中所述分析物浓度根据所述测试序列
启动后约10秒内的所述第二信号来确定，并且所述预定偏移时间间
隔(Δt)包括约+0.1秒至约+0.6秒或者约-0.1秒至约-0.6秒之间的任何
值。
11.根据权利要求5所述的系统，其中所述指定取样时间选自包括矩阵的
查找表，其中所估计的分析物的不同定性类别在所述矩阵的最左列中
示出，并且所测量的或估计的物理特性的不同定性类别在所述矩阵的
最顶行中示出，并且所述取样时间提供于所述矩阵的剩余单元格中。
12.一种分析物测量系统，包括：
测试条，所述测试条包括：
衬底；
多个电极，所述多个电极连接至相应电极连接器；以及
分析物测量仪，所述分析物测量仪包括：
外壳；
测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至
所述测试条的相应电极连接器；和
微控制器，所述微控制器与所述测试条端口连接器电连通以
施加电信号或感测来自所述多个电极的电信号，其中所述微控制
器被配置成：
(a)将第一信号施加至所述多个电极以便确定所述流体样品的
物理特性；
(b)基于测试序列期间的预定取样时间点来估计分析物浓度；
(c)将第二信号施加至所述多个电极的第一电极和第二电极；
(d)利用以下形式的公式计算指定取样时间：
其中
“指定取样时间”被指定为从所述测试序列启动时计的对
所述测试条的输出信号进行取样的时间点，
H表示所述样品的物理特性；
xa表示约4.3e5；
xb表示约-3.9；并且
xc表示约4.8
(e)测量所述第一电极和所述第二电极在所述测试序列期间的
所述指定取样时间处的输出信号；
(f)评估所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极，确定
所述预定偏移时间间隔与所述指定取样时间之间的信号输
出的斜率是否接近于零或随时间增大；
(g)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间处的信
号输出的斜率降低，则根据所述第一电极和所述第二电极
在所述指定取样时间处的信号输出来确定或计算所述分析
物浓度并通告所述分析物浓度；
(h)如果各个电极在所述指定取样时间的预定偏移时间处的信
号输出的斜率接近于零或随时间增大，则通告错误。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述微控制器利用以下形式的公式
来确定所述分析物浓度：
其中
G0表示分析物浓度；
IT表示在所述指定取样时间处测量的输出信号；
斜率表示从所述特定测试条所在的一批测试条的校准测试中获得
的值；并且
截距表示从所述特定测试条所在的一批测试条的校准测试中获得
的值。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述微控制器利用以下形式的公式
来估计所述分析物浓度：
Gest=(IE-x2)x1]]>其中Gest表示所估计的分析物浓度；
IE为在约2.5秒处测量的信号；
x1包括特定批次生物传感器的校准斜率；
x2包括特定批次生物传感器的校准截距；并且
其中所述微控制器利用以下形式的公式来确定所述分析物浓度：
Go=(Is-x4)x3]]>其中：GO表示所述分析物浓度；
IS包括在所述指定取样时间处测量的信号；
x3包括特定批次生物传感器的校准斜率；并且
x4包括特定批次生物传感器的截距。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述多个电极包括四个电极，其中
所述第一电极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：S马金托斯，
申请(专利权)人：生命扫描苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB