CN101715554B - 无校准分析传感器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合使用的测定仪和传感器，其中，不必由用户输入或通过测定仪读取校准代码。测定仪被配置为配置有内置于测定仪中的预定的斜率和y截距。如果传感器的斜率和y截距在预定的区域或网格内或者另外接近测定仪的斜率和y截距，那么该传感器批次可供用于提供精确的分析物浓度结果的该测定仪使用。

Description

无校准分析传感器和方法

对于相关申请的交叉参考

本申请作为PCT国际专利申请以作为指定美国外的所有国家的申请人的美国国营公司ABBOTT DIABETES CARE INC和作为仅指定美国的申请人的美国公民Shridhara Alva KARINKA和美国公民Yi Wang的名义在2008年4月25日被提交，并且要求在2007年4月27日提交的美国临时专利申请系列第60/914590号作为优先权。 

背景技术

一般使用生物传感器以确定样本中的生物分析物的有无和浓度，这些生物传感器还被称为分析传感器或仅称为传感器。这些生物传感器被用于例如监视糖尿病患者体内的血糖水平。 

随着继续被使用的传感器，便于制造并且便于患者使用的传感器继续受到关注。 

发明内容

本公开提供用于样本中的分析物的检测和定量化的传感器和方法。传感器被配置为在用户不必输入与传感器相对应的校准代码等的情况下提供在临床上精确的分析物水平读数。传感器被配置为供其中具有预定的校准代码的测定仪使用。通过传感器的制造商，提供具有提供标准化校准的配置的传感器的实施例。 

一般地，本公开的某些实施例包括用于通过例如库仑分析法、电流分析法和/或电势测定法分析例如小体积样本的样本中的分析物的传感器。传感器至少包括工作电极和对电极，这些电极可处于同一基板上(例如，共面)，或者可处于不同的基板上(例如，面对)。传感器还包括用于保持与工作电极电解接触的样本的样本室。根据本公 开的传感器可利用电子转移剂和/或氧化还原介质。可使得传感器具有至少一个基板并被配置为侧面填充、尖端填充或顶部填充。另外，在一些实施例中，传感器可以是集成的样本获取和分析物测量装置的一部分。集成的样本获取和分析物测量装置可包括传感器和刺穿皮肤构件，使得该装置可用于刺穿用户的皮肤以导致然后可被传感器收集的流体样本(诸如血液)的流动。在至少一些实施例中，可以在不移动集成的样本获取和分析物测量装置的情况下收集流体样本。 

根据本公开的传感器的制造方法的各种实施例包括提供具有电极表面区域的样本室和/或测量区域，该电极表面区域在填充有待测试的样本时在用户不必将与传感器相对应的校准代码等输入到用于读取传感器的测定仪中的情况下提供在临床上精确的分析物水平读数。该测定仪配置有内置于测定仪中的预定的斜率和y截距。如果传感器的斜率和y截距(与校准代码相关)在预定的区域或网格内或者另外接近测定仪的斜率和y截距，那么该传感器批次可供该测定仪使用。 

在某些实施例中，如下面进一步说明的那样，一种形成传感器的特定的方法包括在第一基板上形成至少一个工作电极，并在第二基板上形成至少一个对电极或对电极/参比电极。在第一基板或第二基板中的任一个上设置隔板层。隔板层限定当完成传感器时可吸入和保持样本的室。可以在当完成传感器时在将暴露于样本室内的区域中在第一基板或第二基板上存在用于检测一种或更多种分析物的化学物质。第一基板和第二基板然后可被集合在一起并且通过隔板层间隔开，使得样本室通向至少一个工作电极和至少一个对电极或对电极/参比电极。可以在制造过程中调整样本室的体积、测量区域的体积、样本室和/或测量区域内的电极的表面积中的任一个或全部，使得得到的传感器满足某些标准。 

某些其它实施例包括在第一基板上形成至少一个工作电极并在同一块第一基板上形成至少一个对电极或对电极/参比电极。可添加一个或两个附加的层，以限定当完成传感器时吸入和保持样本的室。化学物质可存在于在当完成传感器时将暴露于样本室内的区域中。基板然 后可被集合在一起，从而形成通向至少一个工作电极和至少一个对电极或对电极/参比电极的样本室。在一些实施例中，可以调整样本室的体积并任选地调整测量区域的体积，使得得到的传感器满足某些标准。调整样本室的体积可能改变或可能不改变电极面积。另外或者作为替代方案，在一些实施例中，调整至少一个工作电极和/或至少一个对电极或对电极/参比电极的表面积，使得得到的传感器满足某些标准。调整电极面积可能改变或可能不改变样本室的体积。 

在所附的权利要求中详细指出表征根据本公开的一些实施例的这些和各种其它特征。为了更好地理解实施例、它们的优点和通过它们的使用实现的目的，应当参照附图，说明和描述根据本公开的特定实施例。 

附图说明

现在，参照附图，其中，类似的附图标记和字母在几个视图中始终表示相应的结构： 

图1是根据本公开的传感器带的第一实施例的示意性透视图； 

图2A是图1所示的传感器带的分解图，单独示出的各层具有第一配置的电极； 

图2B是图1和图2A所示的传感器带的顶视图； 

图3A是根据本公开的传感器带的第二实施例的示意图，单独示出的各层具有第二配置的电极； 

图3B是图3A所示的传感器带的顶视图； 

图4是图3A和图3B的传感器带的第一基板的顶视图； 

图5是根据本公开的传感器带的另一实施例的示意性透视图； 

图6是根据本公开的被定位为插入电气连接器装置中的传感器带的顶部透视图； 

图7是基于标准偏差的校准位置周围的结果的图形分布； 

图8是关于在给定的葡萄糖水平上满足ISO要求的固定点的斜率和截距的图示范围； 

图9是关于在多个葡萄糖水平上满足ISO要求的固定点的斜率和截距的图示范围；以及 

图10是根据本公开的测定仪的示意性框图。 

具体实施方式

在一些当前可用的分析物测试系统中，指示传感器的校准代码的值被例如用户手动输入到测定仪或其它设备中。基于校准代码，测定仪使用存储在测定仪中的几个程序或参数中的一个。在其它的当前可用的系统中，通过测定仪或其它设备直接读取传感器校准代码，由此不需要用户的输入或其它交互作用。但是，这些传感器仍具有与它们相关的校准代码，这些校准代码包括斜率和y截距值。斜率和y截距值被用于基于测得的信号确定分析物浓度。不管是被手动输入还是被自动输入的校准代码都被需要将从非标准化传感器接收到的分析结果进行标准化。换句话说，不同的传感器例如在批次与批次之间变化足够大的量，使得如果不进行补偿，则结果会在传感器之间不同并且结果会在临床上不精确。 

在制造过程中，本公开的传感器被校准调整到预定的校准(斜率和y截距)，以使得用户不需要对于传感器输入或者另外设定校准代码或在使用传感器之前执行其它的校准程序。本公开的传感器还被校准调整以使得测定仪不需要读取校准代码。 

本公开还提供使得用户不需要对于传感器输入或者另外设定校准代码或在使用传感器之前执行其它的校准程序的传感器的制造方法。这里说明的方法不需要用户执行测试的任何附加步骤。制造十分简单并且不需要用校准信息对带进行特殊的封装或编码。 

一般地，校准代码是斜率和截距的组合或者测得的信号与样本中的分析物浓度之间的任何其它数学关系。 

在一些传感器制造过程中，由于活性化学物质的成分的变化和/或任何非活性组分的变化，校准参数在传感器批次(例如，1000、5000等个传感器的批次)之间变化。本公开以使得校准信息不在批次之间 改变的方式提供传感器和传感器的制造方法。 

一般参照附图并且特别参照图1和图2A，示意性地示出传感器带10的第一实施例。传感器带10具有第一基板12、第二基板14和位于其间的隔板15。传感器带10包括至少一个工作电极22和至少一个对电极24。传感器带10还包括任选的插入监视器30。 

传感器带 

特别参照图1、图2A和图2B，传感器带10具有第一基板12、第二基板14和位于其间的隔板15。传感器带10包括工作电极22、对电极24和插入监视器30。在具有一般呈矩形形状即其长度比其宽度长的某些实施例中，传感器带10是分层结构，但其它的形状也是可能的。图3A和图3B的传感器带10′也具有第一基板12、第二基板14、隔板15、工作电极22、对电极24和插入监视器30。 

传感器的尺寸可变化。在某些实施例中，传感器带10、10′的总长可以不小于约20mm且不大于约50mm。例如，长度可以为约30～45mm；例如，为约30～40mm。但应理解，也可制成更短或更长的传感器带10、10′。在某些实施例中，传感器带10、10′的总宽度可以不小于约3mm且不大于约15mm。例如，宽度可以为约4～10mm、约5～8mm或约5～6mm。在一个特定的例子中，传感器带10、10′具有约32mm的长度和约6mm的宽度。在另一特定的例子中，传感器带10、10′具有约40mm的长度和约5mm的宽度。在另一特定的例子中，传感器带10、10′具有约34mm的长度和约5mm的宽度。 

基板 

如上所述，传感器带10、10′具有非导电的第一和第二基板12、14，这些基板12、14是形成传感器带10、10′的总体形状和尺寸的惰性基板。基板12、14可以基本上呈刚性或基本上呈柔性；在一些实施例中，一个基板可以是刚性的，另一基板可以是柔性的。在某些实施例中，基板12、14是柔性或可变形的。用于基板12、14的适当的材料的例子包括但不限于聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、尼龙和其它“塑料”或聚合物。在某些实施例中，基板材料为“Melinex(聚酯薄膜)”聚酯。也可使用其它的非导电材料。

隔板层 

如上所述，位于基板12和基板14之间的可以是将第一基板12与第二基板14分开的隔板15。隔板15是惰性非导电基板，该基板一般至少具有与基板12、14相同的柔性、可变形性(或刚性)。在某些实施例中，隔板15是粘合层或双面粘合带或膜。对于隔板15选择的任何粘合剂应被选择为不扩散或释放会干扰分析物的精确测量的材料。隔板15可一般具有与基板12、14相同的尺寸，或者可占据比基板12、14的宽度和/或长度小的区域。 

在某些实施例中，隔板15的厚度可以为至少约0.01mm(10μm)并且不大于约1mm或约0.5mm。例如，厚度可以为约0.02mm(20μm)～约0.2mm(200μm)。厚度在某一实施例中为约0.05mm(50μm)，并在另一实施例中为约0.1mm(100μm)。 

样本室 

传感器包括用于接纳待被分析的样本的体积的样本室；在示出的实施例中，特别是在图1中，传感器带10、10′包括样本室20，该样本室20具有通向样本室20的入口21。在示出的实施例中，传感器带10、10′是具有存在于传感器带10、10′的侧边的入口21的侧面填充传感器带。也可根据本公开配置尖端填充(tip-fill)传感器。参照图5，示出尖端填充传感器带10″。与传感器带10、10′类似，传感器带10″具有其间具有隔板15的基板12、14和插入指示器30。但是，传感器带10″具有从位于传感器带10″的尖端的入口21′延伸的样本室20′。传感器带10″在基板14中包括便于通过入口21′将样本引入样本室20′中的通风孔29。注意，在一些实施例中可以使用孔29作为样本入口。 

样本室20、20′被配置为使得当在样本室20、20′中提供样本时， 样本与工作电极和对电极电解接触，这使得电流在电极之间流动以实现分析物的电解(电解氧化或电解还原)。 

样本室20、20′由基板12、基板14和隔板15限定；在许多实施例中，样本室20、20′存在于基板12和基板14之间没有隔板15的位置上。一般地，隔板15的一部分被去除以在基板12、14之间提供没有隔板15的区域；该被去除隔板的体积是样本室20、20′。对于在基板12、14之间包括隔板15的实施例，样本室20、20′的厚度一般为隔板15的厚度。可以另外或替代性地使用用于形成样本室20、20′的其它方法。 

样本室20、20′具有足以在其中接纳生物流体的样本的体积。在一些实施例中，诸如当传感器带10、10′、10″为小体积传感器时，样本室20、20′具有优选不大于约1μL、例如不大于约0.5μL并且例如不大于约0.25μL的体积。不大于约0.1μL的体积也适于样本室20，不大于约0.05μL和约0.03μL的体积同样如此。 

在样本室20、20′内包含测量区域，并且，该测量区域是样本室的仅包含在分析物化验中被询问的部分样本的样本室区域。在一些设计中，测量区域具有约等于样本室20、20′的体积的体积。在一些实施例中，测量区域包括80％的样本室，在其它实施例中包括90％的样本室，并且在另一些实施例中包括约100％的样本室。 

如上所述，样本室20、20′的厚度一般与隔板15的厚度相对应。特别是对于面对的电极配置，该厚度较小以促进分析物的迅速电解，其原因是，对于给定的样本体积，将有更多的样本与电极表面接触。另外，由于扩散时间相对于可为约5秒或更短的测量时间来说较长，因此，较薄的样本室20、20′有助于减少由于分析物在分析物化验中从样本室的其它部分扩散到测量区域中导致的误差。 

电极 

如上所述，传感器包括一个工作电极和至少一个对电极。对电极可以是对电极/参比电极。如果存在多个对电极，那么对电极中的一个将是对电极，并且一个或更多个可以是参比电极。参照图2A和图2B以及图3A、图3B和图4，示出适当的电极配置的两个例子。 

工作电极 

至少一个工作电极位于第一基板12和第二基板14中的一个上。在图2A～图4中，工作电极22均被示为处于基板12上。工作电极22作为称为“迹线(trace)”的电极延伸从样本室20延伸到传感器10的另一端。如后面将说明的那样，迹线提供接触垫23，该垫23提供与允许数据和测量收集的测定仪或其它装置的电气连接。接触垫23可位于接头片26上，该接头片26从诸如基板12的上面设置工作电极22的基板延伸。在一个实施例中，接头片具有位于其上面的多于一个的接触垫。在第二实施例中，使用单一的接触垫以提供与一个或更多个电极的连接；即，多个电极被耦接在一起并且通过一个接触垫被连接。 

工作电极22可以是诸如金、碳、铂、二氧化钌、钯或其它的耐腐蚀导电材料之类的导电材料的层。工作电极22可以是两种或更多种导电材料的组合。适当的导电环氧树脂的例子是ECCOCOAT CT5079-3碳填充导电环氧树脂涂层(可从W.R.Grace Company，Woburn，MA得到)。工作电极22的材料一般具有相对低的电阻，并且在传感器的可能的操作范围上是电化学惰性的。 

可以通过各种方法中的任一种将工作电极22施加到基板12上，这些方法包括诸如通过汽相淀积或真空淀积或另外通过溅射被淀积、被印刷到平整表面上或浮凸或另外凹陷的表面中、从单独的载体或衬垫被转移、被蚀刻或者被模制。适当的印刷方法包括丝网印刷、压电印刷、喷墨印刷、激光印刷、光刻和喷漆。 

如上所述，为了与对电极一起分析分析物，工作电极22的至少一部分被设置在样本室20中。 

对电极 

传感器包括位于样本室内的至少一个对电极。在图2A和图2B中，对电极24被示为处于基板14上。在图3A、图3B和图4中，对电极24存在于基板12上。对电极24作为称为“迹线”的电极延伸从样本室20延伸到传感器10的另一端。如后面将说明的那样，迹线提供接触垫25，该垫25提供与允许数据和测量收集的测定仪或其它装置的电气连接。接触垫25可位于接头片27上，该接头片27从诸如基板12或14的上面设置对电极24的基板延伸。在一个实施例中，接头片具有位于其上面的多于一个的接触垫。在第二实施例中，使用单一的接触垫以提供与一个或更多个电极的连接；即，多个电极被耦接在一起并且通过一个接触垫被连接。

可以以与工作电极22类似的方式构造对电极24。用于对电极/参比电极或参比电极的适当的材料包括非导电基底材上的Ag/AgCl或Ag/AgBr或者银金属基底上的氯化银。对于对电极24和工作电极22，虽然可以使用不同的材料和方法，但也可以使用相同的材料和方法。对电极24可包括诸如Ag/AgCl和碳的多种导电材料的混合。 

电极配置 

工作电极22和对电极24可被设置为相互面对以形成面对电极(facing electrode)。参见例如图2A，在该图中，处于基板12上的工作电极22和处于基板14上的对电极24形成面对电极。在该配置中，样本室一般存在于两个电极22、24之间。对于这种面对电极配置，电极22、24可分开不大于约0.2mm(例如，工作电极的至少一个部分与对电极的一个部分分开不大于约200μm)、例如不大于约100μm、例如不大于约50μm的距离。 

作为替代方案，工作电极22和对电极24可诸如在同一基板上大体彼此平面地设置，以形成共面或平面电极。参照图3A和图4，工作电极22和对电极24均占据基板12的表面的一部分，由此形成共面电极。 

感测化学物质 

除了工作电极22以外，优选在样本室20、20′中设置用于分析分析物的感测化学材料。感测化学材料有利于工作电极22和样本中的分析物之间的电子转移。可以在传感器带10、10′、10″中使用任何感测化学物质；感测化学物质可包括一种或更多种材料。 

感测化学物质可以是可扩散的或可沥滤的或者不可扩散的或不可沥滤的。这里，出于讨论的目的，将使用术语“可扩散”以表示“可扩散或可沥滤”，并且将使用术语“不可扩散”以表示“不可扩散或不可沥滤”及其变型。感测化学物质组分的放置可依赖于它们是否是可扩散的。例如，不可扩散和/或可扩散组分均可在工作电极22上形成感测层。作为替代方案，一种或更多种可扩散组分可在引入待分析样本之前存在于样本室20中的任何表面上。作为另一例子，一种或更多种可扩散组分可在把样本引入样本室20之前被放置到样本中。 

电子转移剂 

感测化学物质一般包括有利于向或从分析物转移电子的电子转移剂。电子转移剂可以是可扩散或不可扩散的，并且可作为某层存在于工作电极22上。适当的电子转移剂的一个例子是催化分析物反应的酶。例如，当分析物是葡萄糖时，使用葡萄糖氧化酶或诸如吡咯喹啉苯醌葡萄糖脱氢酶(pyrroloquinoline quinone glucose dehydrogenase)(PQQ)的葡萄糖脱氢酶。可对于其它分析物使用其它的酶。 

电子转移剂促进工作电极22和分析物之间的电流并使得能够对分子进行电化学分析。该媒剂有利于在电极和分析物之间转移电子。 

氧化还原化合物 

除电子转移剂外或对于电子转移剂可替代地，该感测化学物质可包括诸如氧化还原介质的氧化还原化合物。某些实施例使用作为过渡金属化合物或络合物的氧化还原介质。适当的过渡金属化合物或络合物的例子包括锇、钌、铁和钴化合物或络合物。在这些络合物中，过渡金属与一般为单配位基、双配位基、三配位基或四配位基的一种或 更多种配位体配位接合。氧化还原介质可以是聚合氧化还原介质或氧化还原聚合物(即，具有一个或更多个氧化还原物种的聚合物)。例如，在美国专利第6338790号以及在美国专利第6605200号和美国专利第6605201号中公开了适当的氧化还原介质和氧化还原聚合物的例子。 

如果氧化还原介质是不可扩散的，那么氧化还原介质可作为某层被设置在工作电极22上。在具有氧化还原介质和电子转移剂的实施例中，如果氧化还原介质和电子转移剂均为不可沥滤的，那么两种组分均作为单独的层被设置在工作电极22上，或者作为单一的层被组合施加。 

对于氧化还原介质，不管它是否可扩散，都在工作电极22和分析物之间传送电流，并使得能够实现可能不适于电极上的直接电化学反应的分子的电化学分析。该介质用作用于在电极和分析物之间转移电子的媒剂。 

吸附剂材料 

样本室20可在放置样本之前为空，或者在一些实施例中，样本室可包括用于在测量过程中吸附和保持流体样本的吸附剂材料。吸附剂材料有利于通过可补充或者例如代替样本室的任何毛细管作用的毛细作用摄取小体积样本。适当的吸附剂材料包括聚酯、尼龙、纤维素和诸如硝化纤维素的纤维素衍生物。另外或者作为替代方案，可以通过目的在于降低流体样本的表面张力并提高样本室内的液体流动性的表面活性剂涂敷样本室的壁的一部分或全部。 

吸附剂的毛细作用以外的方法可以用于将样本输送到样本室或测量区域内。这种输送方法的例子包括对于样本施加压力以将其推入样本室内、在样本室中通过泵或其它真空产生方法产生真空以将样本拉入室内、由于样本与样本室的薄壁的界面张力导致的毛细管作用以及吸附剂材料的毛细作用。 

填充指示器电极 

在一些情况下，期望能够确定样本室何时被填充。当样本室20被流体填充时，可通过观察指示器电极和工作电极22或对电极24中的一个或两个之间的信号将传感器带10、10′、10″指示为填充或基本上填充。当流体到达指示器电极时，来自电极的信号将改变。适用于观察的信号包括例如指示器电极和例如工作电极22之间的电压、电流、电阻、阻抗或电容。作为替代方案，可以在填充之后观察传感器以确定是否已经达到指示样本室被填充的信号(例如，电压、电流、电阻、阻抗或电容)的值。一般地，与工作电极22和对电极24相比，指示器电极处于诸如入口21的样本入口的更下游。 

传感器或与传感器连接的设备(例如，测定仪)可包括响应指示器电极被激活以警告用户测量区域已被充分填充的符号(例如，视觉符号或听觉信号)。传感器或设备可被配置为当指示器电极指示测量区域已被填充时在警告或不警告用户的情况下开始读数。可例如通过在工作电极和对电极之间施加电势并开始监视在工作电极处产生的信号来开始读数。 

插入监视器 

传感器可包括用于通知传感器带10、10′、10″何时已经被适当地插入诸如测定仪的接纳设备中的指示器。如图1、图2A、图2B、图3A、图3B和图5所示，传感器带10、10′、10″在基板12、14之一的外表面上包括插入监视器30。导电的插入监视器30位于非导电基板上，并具有用于与连接器电接触的接触垫。插入监视器30被配置并设置为当传感器带10、10′、10″被适当地插入连接器中时闭合电路。 

插入监视器30可具有任何适当的配置，这些配置包括但不限于图1、图2A、图2B、图3A、图3B和图5所示的从一侧到一侧横跨传感器带10、10′延伸的带、横跨但不是在整个宽度上横跨传感器带的带或不连续的点、带或其它区域的阵列。插入监视器可具有沿纵向向传感器的端部延伸而不是仅仅左右延伸的长的弯曲路径。例如，在美国专 利第6616819号中可以找到关于插入监视器的其它信息。 

在一些实施例中，插入监视器30用于对关于传感器带10、10′、10″的信息进行编码。 

与电气装置的传感器连接 

参照图6，传感器带100被示为已准备好插入连接器500中。在一些实施例中，连接器500是测定仪的一部分。特别地，连接器500是被设置并配置为接纳传感器带100的测试端口。传感器带100与传感器带10、10′、10″类似。传感器带100在形成带100的基板中的一个的外表面上包括插入监视器30。虽然没有示出，但传感器带100包括一个工作电极和至少一个对电极。工作电极包括位于接头片123上的接触垫，并且至少一个对电极包括位于接头片124上的接触垫。在图10中示出包括显示器602、电子器件604和测试端口606的测定仪600的例子。(图6所示的)连接器500是测试端口606的例子。 

传感器带100被配置为通过电气连接器500与测定仪(例如，图10所示的测定仪600)或其它电气装置耦接，该电气连接器500被配置为在接头片123、124上的接触垫处与传感器100的端部耦接并与其接触。传感器测定仪一般包括稳压器或其它部件以为传感器的电极提供电势和/或电流。传感器读数器还一般包括处理器(例如，在图10所示的电子器件604中包括的该处理器)，该处理器诸如为市售的微处理器或者用于从传感器信号确定分析物浓度的其它的电子装置或硬件装置。传感器测定仪还包括显示器(例如，图10所示的602)或用于使显示器(602)与传感器耦接的端口。显示器的例子是液晶显示器。显示器提供传感器信号和/或从传感器信号确定的结果的视觉指示，这些结果包括例如分析物浓度、分析物浓度的改变速率和/或对于阈值分析物浓度的超出数(指示例如低血糖症或高血糖症)。 

连接器500包括用于与插入监视器30连接的引线或接触结构51、52。插入监视器30被配置并设置为当传感器经由接受器区域530被适当地插入连接器中时闭合接触结构51和52之间的电路。适当插入连 接器500中意味着传感器带100以正面朝上的方式被插入，带100的正确的端部被插入连接器500中，并且传感器带100被插入连接器500中足够远，使得在接头片123、124上的电极接触垫和相应的接触引线223、224之间形成可靠的电气连接。优选地，除非所有的电极垫已经适当地与连接器500的接触结构接触，否则不形成闭合电路。插入监视器可沿传感器的宽度具有带以外的形状；例如，其它的设计包括单独的点、网格图案，或者可包括诸如文字或字母的风格特征。 

在保证传感器适当地插入测定仪中的任选的实施例中，测定仪可包括防止或阻碍传感器沿不适当的方向插入的凸起区域或凸块。也可使用凸起区域以外的对象以引导用户将传感器正确引入测定仪中。 

可例如在美国专利第6616819号中找到关于连接器装置的其它信息。 

在一些可能的实施例中，连接器500的尺寸和/或形状被调整为仅接受具有特定的配置的传感器带100。例如，接受器区域530的尺寸被调整为仅允许具有相应的尺寸的传感器带100进入接受器区域530。在另一实施例中，接受器区域530具有诸如包括隆起、凹槽和狭槽等的键控配置。在该实施例中，测试带100具有允许测试带100被插入键控接受器区域530中的相应的隆起、凹槽和狭槽等。以上是允许测定仪将传感器识别为与测定仪兼容的传感器的传感器识别装置的一些例子。传感器识别装置的其它的例子包括能够检测传感器的一个或更多个相应的特征的引线或接触结构(诸如以上讨论的结构)，这些特征诸如为接通棒、插入监视器、接触垫、枢轴(divot)、突起、凹槽、特有形状或传感器的其它区别性特征。 

用于制造传感器的一般方法 

用于在物理上制造传感器带10、10′、10″、100的各种方法是已知的，并且这里不详细说明。但是，一般地，为了制造传感器带10、10′、10″和100中的任一个，将两个基板12、14放在一起，使得在它们之间具有隔板层15；在大多数的实施例中，可通过没有隔板层15 的区域形成样本室20、20′。在组合之前在基板12、14中的一个或两个上形成电极22、24和其它的电气迹线(例如，填充指示器电极)。对于形成传感器带的各种方法，参见例如美国专利第6618934号和美国专利第6616819号。 

但是，根据本公开的一些实施例，制造传感器，使得用户或其它外部交互作用不需要在使用传感器之前将校准代码输入其它设备中的测定仪内。相反，传感器具有接近在测定仪中预定和存在的斜率和y截距的斜率和y截距(与校准代码相关)。因此，被指定为具有斜率和y截距(在制造步骤中已被预定)的传感器可供配有相同或类似的斜率或y截距的测定仪使用。 

使用斜率和y截距的传感器的校准是众所周知的。传感器的校准信息或代码可涉及例如传感器的灵敏度及其校准曲线的y截距和/或斜率。校准代码被与诸如传感器带10、10′、10″的传感器连接的测定仪或其它设备使用以提供精确的分析物读数。例如，基于校准代码，测定仪使用存储在测定仪内的几个程序中的一个。 

以前已知道使来自一批传感器的各传感器具有相同的校准代码，使得该代码仅被测定仪或其它设备输入或读取一次。但是，一般地，由于诸如电子转移剂和/或氧化还原介质的活性化学物质的成分的变化和/或诸如缓冲剂、盐、基板、表面活性剂、电极表面等的非活性组分的变化，校准参数在各批次之间变化。 

根据本公开，具有落入预定的参数(例如，下面说明的No Cal Grid-关于固定斜率和截距的斜率和截距值的允许范围的矩阵)内的校准代码的传感器批次适于供对于这些校准代码编程的测定仪或其它设备使用，并由此不需要由用户编码。 

在一个特定的实施例中，对于葡萄糖传感器带，如果校准代码落入以下的参数内，那么传感器批次可供预定的测定仪使用，不必将校准代码输入到测定仪中。相反，测定仪已被配置为接受和精确使用具有校准代码的传感器。在一个实施例中，为了满足期望的性能，在葡萄糖水平＞75mg/dl处，至少90％的从该批次测试的传感器在±20％的 基准内，并且在葡萄糖≤75mg/dl处，至少90％的从该批次测试的传感器在±15mg/dl的基准内。这样，传感器至少具有90％的在期望范围内的概率。在一些实施例中，为了满足期望的性能，在葡萄糖水平＞75mg/dl处，至少95％的从该批次测试的传感器在±20％的基准内，并且在葡萄糖≤75mg/dl处，至少95％的从该批次测试的传感器在±15mg/dl的基准内。这样，传感器至少具有95％的在期望范围内的概率。在其它的实施例中，为了满足期望的性能，在葡萄糖水平＞75mg/dl处，至少97％或者甚至98％的从该批次测试的传感器在±20％的基准内，并且在葡萄糖≤75mg/dl处，至少97％或者甚至98％的从该批次测试的传感器在±15mg/dl的基准内。这样，传感器至少具有97％或者甚至98％的在期望范围内的概率。 

在其它的实施例中，在葡萄糖水平＞75mg/dl处，至少90％的从该批次测试的传感器在±15％或10％的基准内，并且在葡萄糖≤75mg/dl处，至少90％的从该批次测试的传感器在±10mg/dl的基准内。在一些实施例中，为了满足期望的性能，在葡萄糖水平＞75mg/dl处，至少95％的从该批次测试的传感器在±15％或10％的基准内，并且在葡萄糖≤75mg/dl处，至少95％的从该批次测试的传感器在±10mg/dl的基准内。在其它的实施例中，为了满足期望的性能，在葡萄糖水平＞75mg/dl处，至少97％或者甚至98％的从该批次测试的传感器在±15％或10％的基准内，并且在葡萄糖≤75mg/dl处，至少97％或者甚至98％的从该批次测试的传感器在±10mg/dl的基准内。 

测量偏移量是由于传感器校准偏移量和测量的临床变化的组合。临床变化包括传感器变化(例如，传感器带变化)、测试技术变化和样本(血液与血液)变化。所有这些变化可被表征为具有正态分布的随机变化。 

通过已知的测量变化和容许的校正范围(例如，至少90％在±20％的基准内)，可以确定正态分布的中心。正态分布将在中心的+/-2SD(标准偏差)内具有例如90％或95％的数据。图7是标准偏差对于容许的校准位置的影响的示图。例如，通过从以上使用期望的参数，在 75mg/dl的葡萄糖处，7.5mg/dl测量变化的SD将需要校准处于75mg/dl的中心的右边，以满足+/-15mg/dl要求。另一方面，3.0mg/dl测量变化的SD将允许校准从66mg/dl变化到84mg/dl并仍满足+/-15mg/dl要求。 

如图8所示，在斜率-截距空间中，可以用一对平行线L1和L2限定该范围。通过在斜率-截距P上校准的测定仪，具有直线L1、L2之间的校准斜率-截距的传感器批次将满足该分析物(例如，葡萄糖)水平处的需求。 

为了确定图8的L1和L2，假定： 

Ps-测定仪斜率 

Pi-测定仪截距 

Ss-传感器斜率 

Si-传感器截距 

G-样本葡萄糖，单位为mg/dl 

Gm-测定仪计算的葡萄糖值，单位为mg/dl 

SD-标准偏差形式的测量变化(mg/dl) 

CV-％CV形式的测量变化(％) 

因此，可从下式导出L1和L2： 

G·Ss+Si＝Gm·Ps+Pi  (两边均是测得的量) 

Si＝(Gm·Ps+Pi)-G·Ss 

对于L1：Gm＝G+(15-2·SD)       当G＜75mg/dl时 

        Gm＝G·(1+(20％-2·CV))当G＞75mg/dl时 

对于L2：Gm＝G-(15-2·SD)       当G＜75mg/dl时 

        Gm＝G·(1-(20％-2·CV))当G＞75mg/dl时 

在任何给定的分析物(例如，葡萄糖)水平处，可通过使用以上的公式说明一对平行线，该公式限定满足给定葡萄糖水平处的葡萄糖测量要求的传感器的斜率-截距范围。 

如果例如选择三个葡萄糖水平(例如，在35、100和400mg/dl处)，那么相应的三对直线将彼此相交，并形成由点a、b、c、d、e 和f限定的闭合区域(参见图9)。该闭合区域是校准代码落入预定的参数内的区域，该区域在这里也被称为“No Cal Grid”。在该区域的中心处存在测定仪校准斜率-截距P(在图8中也被示出)。校准斜率-截距落入该区域或网格内的任何传感器批次都将满足在所有这些葡萄糖水平处的测量要求。适当分开的三个葡萄糖水平可合理地覆盖整个葡萄糖范围。 

例如，如果SD＝3.4mg/dl并且CV＝6.4％，那么 

Ps＝1.56并且Pi＝18.6 

在35mg/dl处： 

L1：Si＝(43.2×1.56+18.6)-35·Ss＝85.99-35·Ss 

L2：Si＝(26.8×1.56+18.6)-35·Ss＝60.41-35·Ss 

在100mg/dl处： 

L1′：Si＝(107.2×1.56+18.6)-100·Ss＝185.83-100·Ss 

L2′：Si＝(92.8×1.56+18.6)-100·Ss＝163.37-100·Ss 

在400mg/dl处： 

L1″：Si＝(428.8×1.56+18.6)-400·Ss＝687.55-400·Ss 

L2″：Si＝(371.2×1.56+18.6)-400·Ss＝579.70-400·Ss 

可很容易地通过使用以上的六个等式求得六个交点(图9中的a、b、c、d、e和f)。 

当通过使用具有固定的斜率和截距的测定仪进行测试时，具有落入网格区域的六个角内的斜率和截距的任何传感器批次都将给出在临床上精确的结果。不是批次中的所有传感器都需要被测试以确定斜率和截距是否落入网格区域内。一般地，测试来自某批次中的至少一个传感器，通常测试10个传感器，以确定斜率和截距是否落入网格区域内。在一些实施例中，测试批次中的1％的传感器。如上所述，传感器批次内的斜率和截距的变化不明显。 

通过使用以上的理论，可以制造和出售供预定的测定仪使用的多个批次的传感器，这些传感器不需要主动地将校准代码输入到测定仪中。相反，传感器具有在可接受的水平上接近测定仪的校准代码的校 准代码。 

为了执行测试，用户只需将传感器与测定仪连接并测试流体样本。用户不必主动输入任何信息，诸如调整测定仪上的校准代码以与传感器的校准代码匹配、对于特定的传感器批次使用芯片以校准测定仪、或者对于特定的传感器批次使用校准器以校准测定仪。另外，传感器封装不需要存在于其上面的校准信息。并且测定仪不需要从用户或者从传感器自身或其封装读取校准信息。 

传感器的应用 

诸如传感器带10、10′、10″、100的根据本公开的实施例的分析物传感器的通常的用途是用于确定生物流体中的分析物浓度，诸如患者或其它用户体内的血液和间质液等中的葡萄糖浓度。传感器带10、10′、10″、100可用于药房、医院、诊所，可来自医生和其它的医疗装置来源。多个传感器带10、10′、10″、100可被封装在一起并作为单一的单元被出售；例如，一个封装有25、50或100个带。 

传感器带10、10′、10″、100可用于电化学化验，或者用于光度测试。传感器带10、10′、10″、100一般被配置为供可与各种电子器件连接的电气测定仪使用。测定仪可一般用于与传感器带10、10′、10″、100相同的场所，并且有时可作为工具包与传感器带10、10′、10″、100封装在一起。 

在一些实施例中，测定仪包括诸如信号发生器、检测器和信号处理器的测定仪电子器件。信号发生器向传感器施加第一信号。具有包括关注的分析物的样本的传感器允许第一信号与样本交互作用。检测器然后在其与样本交互作用之后检测第二信号。然后通过信号处理器分析第二信号。信号处理器至少部分基于第二信号以及单一的固定斜率值和单一的固定截距值确定分析物浓度。单一的固定斜率值和单一的固定截距值用于与被使用的特定传感器无关地确定分析物浓度。在一些实施例中，在已经完成测定仪的制造之后，单一的固定斜率值和单一的固定截距值不改变。 

可与测定仪连接的适当的电子器件的例子包括诸如个人计算机(PC)和诸如膝上型或手持式设备(例如，个人数字助理(PDA))的便携式计算机等的数据处理终端。电子器件被配置为通过有线或无线连接与接收器进行数据通信。另外，电子器件还可与用于存储、检索和更新与用户的检测到的葡萄糖水平相对应的数据的数据网络(未示出)连接。 

与测定仪连接的各种装置可例如通过使用诸如802.11或蓝牙RF协议或IrDA红外协议的共同标准与服务器装置进行无线通信。服务器装置可以是诸如个人数字助理(PDA)或笔记本计算机的另一便携式装置或者诸如桌上型计算机、器具等的较大的装置。在一些实施例中，服务器装置并不具有诸如液晶显示器(LCD)的显示器以及诸如按钮、键盘、鼠标或触摸屏的输入装置。通过这种布置，用户可通过与服务器装置的用户界面交互作用来间接控制测定仪，该用户界面又通过无线链路与测定仪交互作用。 

服务器装置还可与诸如用于从测定仪和/或服务器装置向数据存储器或计算机发送葡萄糖数据的另一装置通信。例如，服务装置可从健康护理供应商计算机发送和/或接收指令(例如，胰岛素注射器协议)。这种通信的例子包括与个人计算机(PC)进行同步数据传输的PDA、在蜂窝式网络上与另一端的计算机通信的移动电话或者与医生办公室的计算机系统通信的家用电器。 

用于从患者或用户获得例如血液的生物流体的样本的切缝(lancing)装置或其它机构在一般与传感器带10和测定仪相同的场所也是可用的，并且有时可例如作为工具包与传感器带10和/或测定仪一起被封装。 

集成的样本获取和分析物测量装置 

根据本公开的原理构建的分析物测量装置一般包括与样本获取装置组合的以上说明的传感器带10、10′、10″、100，以提供集成的采样和测量装置。样本获取装置一般包括例如可注入患者的皮肤内以导致 流血的刺穿皮肤构件(诸如刺血针)。集成的样本获取和分析物测量装置可包括保持刺血针和传感器带10、10′、10″、100的切缝器具。切缝器具可能需要主动的旋塞。通过要求用户在使用之前旋塞装置，无意触动刺血针的风险被最小化。切缝器具还可允许用户调整刺血针刺入皮肤内的深度。可在市场上从诸如Boehringer Mannheim和Palco的公司购得这种装置。该特征允许用户针对身体不同部位和不同用户的皮肤厚度、皮肤耐受性和疼痛敏感性的差异调整切缝装置。 

在一个实施例中，切缝器具和测定仪被集成为单一的装置。为了操作该装置，用户仅需要将包含传感器带和切缝装置的一次性盒子插入集成的装置中，旋塞切缝器具，将其压到皮肤上以激活它，并读取测量结果。这种集成的切缝器具和测试读取器简化了用户的测试过程并使体液的处理最小化。 

在一些实施例中，传感器带10、10′、10″可同时与测定仪和切缝装置集成。通过使多个元件一起处于一个装置中，可以减少获得分析物水平所需要的装置的数量，并有利于采样过程。 

例如，实施例可包括具有一个或更多个对象带、刺穿皮肤元件和用于确定施加到带上的样本中的分析物浓度的处理器的外壳。可在外壳内部的盒子中保持多个传感器带10、10′、10″、100，并且一旦被用户启动，就可从盒子中分配单个传感器带10、10′、10″，使得至少一部分伸出外壳以供使用。 

传感器的操作 

在使用中，生物流体的样本被设置在传感器的确定分析物的水平的样本室内。分析可基于提供电化学化验或光度化验。在许多实施例中，正是血液中的葡萄糖水平得到确定。并且，在许多实施例中，生物流体的来源是例如在用切缝装置刺穿患者的皮肤之后从患者体内吸取的血滴，该切缝装置可以与传感器带一起存在于集成的装置中。 

样本中的分析物例如在工作电极22处被电解氧化或电解还原，并且在对电极24处获得的电流电平与分析物浓度相关联。 

可以在向电极22、24施加电势的同时或在不施加电势的情况下操作传感器带10、10′、10″、100。在一个实施例中，自发出现电化学反应，并且不需要在工作电极22和对电极24之间施加电势。在另一实施例中，在工作电极22和对电极24之间施加电势。 

本说明书中的所有专利和其它参考文献都表现出本领域技术人员的水平。所有专利和其它参考文献在这里以与各单个的专利或参考文献被特别或单独地引用并入相同的程度被引用并入。 

Claims (21)

1.一种用于确定被施加到传感器上的样本中的分析物浓度的测定仪，该测定仪包括：

被设置并配置为接纳传感器的测试端口；和

被设置并配置为当传感器被测试端口接纳时向传感器施加第一信号并检测来自传感器的第二信号的电子器件，其中，电子器件被进一步配置为至少部分基于第二信号、单一固定斜率值和单一固定截距值确定分析物浓度，并且其中所述传感器是来自多个批次的多个传感器中的一个。

2.根据权利要求1所述的测定仪，其中，测定仪还包括传感器识别装置。

3.根据权利要求2所述的测定仪，其中，传感器识别装置被设置并配置为检测传感器接通棒。

4.根据权利要求1所述的测定仪，其中，电子器件被配置为在不接收与传感器相关的校准代码的情况下确定分析物浓度。

5.根据权利要求1所述的测定仪，其中，电子器件被配置为在不从传感器传送校准代码的情况下确定分析物浓度。

6.一种用于确定分析物浓度的传感器，该传感器被设置并配置为插入测定仪的测试端口中，该测定仪具有被配置为至少部分基于当传感器被测试端口接纳时来自传感器的信号、单一固定斜率值和单一固定截距值确定分析物浓度的电子器件，其中传感器具有基本上等于测定仪的单一固定斜率值和单一固定截距值的斜率值和截距值，其中所述传感器是来自多个批次的多个传感器中的一个。

7.根据权利要求6所述的传感器，还包括接通棒。

8.一种确定样本中的分析物浓度的方法，包括：

提供具有单一限定斜率值和单一限定截距值的测定仪；

从多个传感器批次选择传感器，所述传感器具有斜率值和截距值，其中该斜率值和该截距值等于或基本上等于所述单一限定斜率和所述单一限定截距；

将传感器插入测定仪中；

向传感器提供样本；和

在不向测定仪传送校准代码的情况下确定样本中的分析物浓度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在不向测定仪传送校准代码的情况下确定样本中的分析物浓度包括在测定仪不主动读取校准代码的情况下确定样本中的分析物浓度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在测定仪不主动读取校准代码的情况下确定样本中的分析物浓度包括在测定仪不主动从传感器或传感器封装读取校准代码的情况下确定样本中的分析物浓度。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择具有不大于1μL的体积的传感器。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择具有不大于0.5μL的体积的传感器。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择具有不大于0.3μL的体积的传感器。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择具有不大于0.1μL的体积的传感器。

15.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择尖端填充传感器。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择侧面填充传感器。

17.根据权利要求8所述的方法，其中，选择传感器包括选择顶部填充传感器。

18.根据权利要求8所述的方法，其中，确定样本中的分析物浓度包括通过库伦分析法确定样本中的分析物浓度。

19.根据权利要求8所述的方法，其中，确定样本中的分析物浓度包括通过电流分析法确定样本中的分析物浓度。

20.根据权利要求8所述的方法，其中，确定样本中的分析物浓度包括通过电势测定法确定样本中的分析物浓度。

21.根据权利要求8所述的方法，其中，确定样本中的分析物浓度包括确定血液样本中的葡萄糖的浓度。

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