用于生物傳感器的剩余補償制造技術

一種生物傳感器系統，其根據從光可識別物質或者從分析物的氧化還原反應生成的輸出信號來測定分析物濃度。所述生物傳感器系統用主函數補償所述輸出信號中的總誤差的至少50%，并且用剩余函數補償剩下的誤差的一部分。可以利用加權系數來調節由所述主函數和所述剩余函數提供的誤差補償的量。可以使用包含主函數和剩余函數的補償方法根據包含了因誤差而導致的成分的輸出信號以更高的準確度測定分析物濃度。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于生物傳感器的剩余補償相關申請的參考本申請要求2010 年 3 月 22 日提交的題目為 “Residual CompensationIncluding Underfill (包含未足量的剩余補償)”的美國臨時申請No. 61/316，174的優先權，在此引入它的全部內容作為參考。
技術介紹
生物傳感器系統提供對諸如全血、血清、血衆、尿液、唾液、間質液(interstitial fluid)或細胞內液(intracellular fluid)等生物流體樣品的分析。通常，該系統包括對處于檢測傳感器中的樣品進行分析的測量裝置。上述樣品通常以液體形式存在，并且除了可以是生物流體之外也可以是生物流體的衍生物，例如提取物、稀釋物、濾出物或復原的沉淀物(reconstituted precipitate)等。由該生物傳感器系統進行的分析可以測定生物流體中的諸如醇、葡萄糖、尿酸、乳酸鹽/酯、膽固醇、膽紅素、游離脂肪酸、甘油三酯、蛋白質、 酮、苯丙氨酸或酶等一種或多種分析物的存在和/或濃度。上述分析對生理異常的診斷和治療是有益的。例如，糖尿病患者可以使用生物傳感器系統來測定全血中的葡萄糖水平，以便調節飲食和/或用藥。生物傳感器系統可以被設計用于分析一種或多種分析物，并且可以使用不同體積的生物流體。一些系統可以分析諸如體積為O. 25 15微升(μ L)的單滴全血。生物傳感器系統可利用臺式(bench-top)測量裝置、便攜式測量裝置及類似的測量裝置來實現。便攜式測量裝置可以是手持式的，并且能夠用于樣品中一種或多種分析物的定性和/或定量。 便攜式測量系統的例子包括紐約塔里敦(Tarrytown, New York)的拜爾健康護理有限責任公司(Bayer Healthcare)的Elite 計量儀，而臺式測量系統的例子包括可從德克薩斯州奧斯汀(Austin, Texas)的CH儀器公司(CHInstruments)得到的電化學工作臺。 生物傳感器系統可以使用光學和/或電化學方法來分析生物流體。在一些光學體系中，通過測量與光可識別物質發生了相互作用的光或者被該光可識別物質吸收了的光來測定分析物濃度，所述光可識別物質例如是分析物或者是由化學指示劑與該分析物發生反應而形成的反應產物。在其它的光學體系中，化學指示劑在被激發光束照射時會響應于分析物而發出熒光或發光。這樣的光可以被轉換為諸如電流或電位等電輸出信號，可以對該電輸出信號進行與來自電化學體系的輸出信號類似的處理。在上述任一種光學體系中，該體系都對光進行測量并且將光與樣品的分析物濃度相關聯。在光吸收型光學體系中，化學指示劑產生吸收光的反應產物。可以將諸如四唑 (tetrazolium)等化學指示劑與諸如黃遞酶等酶一起使用。四唑通常響應于分析物的氧化還原反應而形成甲騰(formazan)(—種色原體(chromagen))。讓來自光源的入射輸入光束射向樣品。光源可以是激光器或發光二極管等。入射光束可以具有為了被反應產物吸收而選的波長。隨著入射光束穿過樣品，反應產物吸收入射光束的一部分，因此使得入射光束的強度削弱或降低。入射光束可以被樣品反射回探測器或者透過樣品到達探測器。該探測器收集并測量削弱后的入射光束(輸出信號)。被反應產物削弱掉的光的量是樣品中的分析物濃度的指標。在光生成型光學體系中，化學指示劑響應于分析物氧化還原反應而發出熒光或發 光。探測器收集并測量所生成的光(輸出信號)。由化學指示劑生成的光的量是樣品中的分 析物濃度的指標。在電化學生物傳感器系統中，根據電信號來測定分析物濃度，所述電信號是當輸 入信號被施加至樣品時由分析物的氧化反應/還原反應或氧化還原反應或者由響應于該 分析物的物質而生成的。所述輸入信號可以是電位或電流，并且可以是恒定的、變動的或 者它們的結合(例如當向AC信號施加有DC信號偏移時)。所述輸入信號可以作為單脈沖 而施加，或者可以以多脈沖、序列或周期的形式施加。可以向樣品中添加酶或者類似物質 以便在氧化還原反應期間增強從第一物質到第二物質的電子傳輸。上述酶或類似物質可 以與單個分析物發生反應，從而向所生成的輸出信號的一部分提供特異性。可以使用介體 (mediator)來維持上述酶的氧化態并且/或者協助從分析物到電極的電子傳輸。電化學生物傳感器系統通常包括具有電接觸部的測量裝置，所述電接觸部與檢測 傳感器的導電體連接。所述導電體可以由諸如固體金屬、金屬漿糊、導電碳、導電碳漿糊和 導電聚合物等導電材料制成。所述導電體通常與延伸到樣品貯存池中的工作電極、對置電 極(counterelectrode)、參考電極和/或其它電極連接。一個或多個導電體也可以延伸至 樣品貯存池中以提供上述那些電極未能提供的功能。測量裝置通過電接觸部向檢測傳感器的導電體施加輸入信號。導電體通過上 述電極將輸入信號傳送至存在于樣品貯存池中的樣品。分析物的氧化還原反應響應于 輸入信號而生成電輸出信號。來自檢測傳感器的電輸出信號可以是電流(由電流分析法 (amperometry)或伏安法(voltammetry)產生)、電位(由電位測定法(potentiometry) /電 流測定法(galvanometry)產生)或者累積電荷(由庫侖分析法(coulometry)產生)。測量 裝置可以具有如下的處理能力測量輸出信號并將輸出信號與樣品中的一種或多種分析物 的存在和/或濃度相關聯。在庫侖分析法中，向樣品施加電位以完全氧化或還原分析物。在美國專利 No. 6, 120,676中披露了使用庫侖分析法的生物傳感器系統。在電流分析法中，向檢測 傳感器的導電體施加恒定電位(電壓)的電信號，且被測量的輸出信號為電流。在美國專 利 No. 5，620，579、No. 5，653，863、No. 6，153，069 和 No. 6，413，411 中披露 了使用電流分 析法的生物傳感器系統。在伏安法中，向生物流體的樣品施加變動電位的電信號，且被測 量的輸出是電流。在門控電流分析法和門控伏安法中，如專利文獻W02007/013915和WO 2007/040913中分別披露的那樣使用脈沖輸入。在許多生物傳感器系統中，檢測傳感器可適合于在活生物體外或活生物體內使用 或者部分地處于活生物體內以供使用。當在活生物體外使用時，可以將生物流體的樣品引 入檢測傳感器中的樣品貯存池。檢測傳感器可在引入用于分析的樣品之前、之后或期間內 被放置于測量裝置中。當在活生物體內使用或部分地處于活生物體內以供使用時，可以將 檢測傳感器持續地浸于樣品中或者可以間歇地將樣品引入檢測傳感器。檢測傳感器可以包 括如下的忙存池(r e s e r V ο i r ):該忙存池部分地隔離出一定體積的樣品或者對樣品是開放 的。當開放時，檢測傳感器可以采取被布置成與生物流體接觸的纖維或者其它結構的形式。 類似地，為了分析，樣品可以持續地流過檢測傳感器(例如，持續地進行監測)或者是中斷的(例如，間歇地進行監測)。生物傳感器系統的測量性能是用反映了隨機誤差成分和系統誤差成分的組合作 用的準確度(accuracy)來定義的。系統誤差，或精度(trueness),是關于生物流體的分析 物濃度由生物傳感器系統測定的平均值與一個或多個公認參考值之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.22 US 61/316,1741.一種用于測定樣品中分析物濃度的方法，其包括如下步驟生成響應于樣品中分析物濃度和輸入信號的輸出信號；響應于主函數和第一剩余函數根據所述輸出信號來確定經過補償的輸出信號；以及根據所述經過補償的輸出信號來測定所述樣品中的所述分析物濃度。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述主函數包括指數函數,所述指數函數優選為基于斜率的函數,或者所述主函數包括復指數函數,所述復指數函數包括至少一個具有紅細胞壓積誤差參數的項；和至少一個具有溫度誤差參數的項。3.如權利要求2所述的方法，其中，所述復指數函數包括第一項和第二項，所述第一項和所述第二項都被復指數函數項加權系數修正，所述第一項和所述第二項都包含誤差參數，并且這些誤差參數獨立地選自于中間輸出信號值和除了所述輸出信號以外的值。4.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括如下步驟在確定所述經過補償的輸出信號之前，用包含至少一個參考相關性的轉換函數來轉換所述輸出信號；并且優選在測定所述樣品中的所述分析物濃度之前在受控環境中用參考儀器測定所述至少一個參考相關性。5.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括如下步驟用第一加權系數調整由所述第一剩余函數提供的補償，其中所述第一加權系數響應于由所述主函數提供的補償。6.如權利要求5所述的方法，還包括如下步驟響應于第二剩余函數根據所述輸出信號來確定所述經過補償的輸出信號；并且優選用第二加權系數調整由所述第二剩余函數提供的補償，其中所述第二加權系數響應于由所述第一剩余函數提供的補償。7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述主函數補償所述輸出信號中的總誤差的至少50%。8.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在測定所述樣品中的所述分析物濃度之前根據至少一個受控環境測試案例來確定所述主函數。9.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一剩余函數大體上補償未被所述主函數補償的誤差，并且所述第一剩余函數優選補償所述輸出信號中的所述總誤差的至少5% ο10.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一剩余函數補償大體上由操作條件誤差引起的誤差，并且優選在測定所述樣品中的所述分析物濃度之前根據至少一個自測測試案例來確定所述第一剩余函數。11.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，通過剩余函數確定法在測定所述樣品中的所述分析物濃度之前確定所述第一剩余函數，并且所述剩余函數確定法優選包括如下步驟選擇多個誤差參數作為所述第一剩余函數中的可能項；確定用于所述可能項的第一排除值；實施響應于用于所述可能項的所述第一排除值的排除試驗；識別出一個或多個要從所述第一剩余函數中排除的所述可能項；以及從所述第一剩余函數中排除一個或多個被識別出的所述可能項。12.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括如下步驟在生成所述輸出信號之前判定檢測傳感器是否被所述樣品填充了不止一次；并且如果所述檢測傳感器被填充了不止一次，則根據不同的第一剩余函數來確定所述經過補償的輸出信號。13.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述樣品是全血樣品，所述分析物是葡萄糖，并且當所述全血樣品具有大約30% 大約55%的紅細胞壓積水平時，根據所述經過補償的輸出信號來確定所述樣品中的所述分析物濃度的步驟將全血中的代表紅細胞壓積靈敏度的相關性曲線的斜率減小至±0. 4以下。14.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據至少四十個用戶自測測試案例樣品來測定所述分析物濃度，并且所測定的所述分析物濃度中的至少85%...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伍煥平，伯爾尼·哈里森，埃里克·莫勒，
申請(專利權)人：拜爾健康護理有限責任公司，
類型：
國別省市：