[发明专利]用于测定分析物浓度的方法和生物传感器

说明书

本申请是申请日为2007年2月23日、申请号为200780003444.9、发明名称为“用于生物传感器系统的温度调节的分析物测定”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于测定生物流体中的分析物浓度的方法和生物传感器。

背景技术

生物传感器系统通常对生物流体中的一种或多种分析物提供分析。这种分析通常包括对生物流体中的分析物的定量测定。这种分析用于诊断和治疗生理异常。例如，对于经常检查血糖水平以调节饮食和/或用药的糖尿病患者而言，测定血液中的葡萄糖水平是很重要的。对其他人而言，对尿酸、乳酸盐、胆固醇、胆红素等等的监测可能很重要。

可以使用台式、便携式和其他测量装置来实施生物传感器系统。便携式装置可以是手持式的，并且通常包括测量装置和传感带。通常，将生物流体样品引入安置于分析用测量装置中的传感带中。生物传感器系统可以被设计成分析一种或多种分析物，并且可以使用不同量的生物流体。一些生物传感器系统可以分析一滴全血(WB)，例如体积为1～15微升(μL)的全血。

生物传感器系统通常测量输出信号以测定生物流体样品中的分析物浓度。输出信号由分析物的氧化/还原反应或氧化还原反应产生。可将酶或类似物质加到样品中以增强氧化还原反应。输出信号可以是电信号、光或转换为电信号的光。生物传感器系统可使用光学传感器系统或电化学传感器系统来产生输出信号。

在光学系统中，通过测量已经与光可辨物质(例如分析物或反应物或由化学指示剂与分析物氧化还原反应物反应而形成的产物)发生相互作用的光，可测定分析物浓度。将发自光源的入射激发光束导向样品。光可辨物质吸收或迁移一部分入射光束的波长，从而改变入射光束波长或减小入射光束强度。检测器收集并测量经削弱或波长改变的入射光束(即输出信号)。在其他光学系统中，当化学指示剂被激发光束照射时，其响应于分析物氧化还原反应而发出荧光或发光。检测器收集并测量这种光(即输出信号)。

在电化学系统中，通过测量诸如电流或电位等电信号来测定分析物浓度。通常，当将激发信号施加到样品时，分析物发生氧化还原反应。激发信号通常为诸如电流或电位等电信号。氧化还原反应响应于激发信号而产生输出信号。输出信号通常为诸如电流或电位等电信号，其可被测量并与分析物浓度相关。

在电化学系统中，测量装置通常具有与传感带中的电导体相连接的电接点。这些电连接器通过这些导体与伸入生物流体样品中的电极相连接。测量装置通过电接点将激发信号施加到电导体，电导体通过电极将激发信号输送到样品中。响应于激发信号，分析物的氧化还原反应产生输出信号。测量装置测定响应于该输出信号的分析物浓度。便携式测量装置的例子包括：可得自Bayer Corporation的Ascensia和测量仪；可得自Illinois州Abbott Park市的Abbott的生物传感器；可得自Indiana州Indianapolis市的Roche的生物传感器；以及可得自California州Milpitas市的Lifescan的OneTouch生物传感器。台式测量装置的例子包括：可得自Indiana州West Lafayette市的BAS Instruments的BAS100B分析仪；可得自Texas州Austin市的CH Instruments的CH仪器电化学工作台；可得自Kansas州Lawrence市的Cypress Systems的Cypress电化学工作台；以及可得自New Jersey州Princeton市的Princeton Research Instruments的EG&G电化学仪器。

传感带可包括与生物流体样品中的分析物发生反应的试剂。这些试剂包括用于促进分析物氧化还原的离子化剂，以及有助于分析物与导体间的电子转移的任何介体或其他物质。该离子化剂可以是诸如葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶等分析物特异性酶，以催化WB样品中葡萄糖的氧化。这些试剂可包括使酶与介体结合在一起的粘合剂。在光学系统中，这些试剂包括化学指示剂以及另一种酶或类似物质，以增强化学指示剂与分析物或分析物氧化还原反应产物的反应。

大多数的生物传感器系统使用相关性方程式或校正方程式来测定生物流体样品中的分析物浓度。相关性方程式表示输出信号与分析物浓度之间的关系。由每个相关性方程式，可计算出特定输出信号的分析物浓度。相关性方程式视样品温度而定。特定分析物浓度的输出信号可因温度对分析物氧化还原反应、酶动力学、扩散等的效应而改变。为了由特定样品温度下的输出信号来计算分析物浓度，每个可能的样品温度均需要相关性方程式。