CN103748459B - 用于确定传感装置可用性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于确定装置可用性的方法和装置，例如，用于即时检定装置的。在一个实施方案中，本发明涉及在传感装置中确定装置可用性的方法，其包括如下步骤：提供包含第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一和第二电衬垫的第一聚合物层和接触第一聚合物层并且不接触第一和第二电衬垫的第二聚合物层的装置；施加跨第一和第二电衬垫的电势；测定与第一和第二聚合物层相关联的电特性；和确定测定的与第一和第二聚合物层相关联的电特性是否已经超过与装置可用性相关联的阈值水平。

Description

用于确定传感装置可用性的方法和装置

优先权要求

本申请要求2011年9月28日提交的美国临时申请号61/540,026和2011年6月30日提交的美国临时申请号61/503,234的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于确定传感装置可用性的方法和装置。特别地，所述方法和装置可以用于通过如下确定装置可用性：施加跨两个电衬垫和其间的两个或更多个聚合物层的电势，并且测定聚合物层的电特性从而确定装置是否已经超过与装置可用性相关联的阈值水平。

背景技术

就感兴趣的分析物在生物样品上进行了多种实验室测试，用于诊断、筛检、疾病分期、法医分析、怀孕检测和药物检测等等。尽管少数定量分析(例如葡萄糖、凝血酶原和怀孕检测)已经简化成用于病人家用的简单试剂盒(kit)，但是大多数定量检测依然需要受训技术专家在实验室环境中使用复杂器械。实验室测试增加了分析的成本并且延误了病人或临床医生收到结果。在许多情况中，该延误可以有害于病人的状况或预后，例如指示心肌梗死和心力衰竭的标记物的分析。在这些和相似的危重情况中，即时(point-of-care)、精确、廉价并且具有最小的延误地进行这样的分析是有利的。

即时样品分析系统一般基于可重复使用的读数仪器，所述读数仪器使用一次性装置(例如，药筒或条带)进行样品测试，所述一次性装置包含分析元件(例如，用于传感分析物，例如，pH、氧或葡萄糖的电极或光学仪器)。一次性装置可以任选地包括流体性元件(例如，用于接收样品并且将样品运送至电极或光学仪器的导管)、校准物元件(例如，用于使用已知浓度的分析物使电极标准化的流体)和用于使光学仪器标准化的具有已知消光系数的染料。

即时样品测试系统消除了将样品传送至中央实验室用于测试的时耗需要。即时样品测试系统允许在病人床边的用户(例如护士和医师)获得可靠、定量的分析结果，其质量与在实验室中所获得的相当。在操作中，用户可以选择具有所需的测试面板(例如，电解质、代谢物、心脏标记物等等)的装置，抽取样品，使其分配至装置中，任选地密封装置，并且将装置插入至读数仪器以使数据连通至LIS/HIS用于分析。这样的系统的实例是AbbottPoint-of-Care，Inc.，Princeton，NJ，USA出售的系统。便携血液分析系统通常包含具有Wi-Fi功能的读数器械，所述读数器械与单次使用血液测试药筒结合工作，所述血液测试药筒包含用于各种分析物的传感器。参见http://www.abbottpointofcare.com/，以获得便携血液分析系统的进一步的信息。

分析器(例如自容式一次性传感装置或药筒和读数器或器械)进一步描述于现在期满的Lauks等人的美国专利号5,096,669中，其全部内容以引用方式并入本文。在操作中，将要测定的流体样品抽取至装置中并且通过开槽开孔将装置插入至读数器中。可以将从读数器进行的测试中产生的数据输出至显示器和/或其它输出装置，例如印制机，或如以下更详细描述的，经由无线网络连接输出。一次性装置可以包含传感阵列，和进行样品收集、提供用于检测和传感器校准的试剂和将流体输送至传感器并且从传感器输送流体的多个空腔和导管。任选地，试剂可以混合至样品中用于测试。装置中的传感阵列测定正在测试的流体样品中的具体的化学物质。电化学传感器暴露于将要测定的流体样品并且与其反应，产生指示正在进行的检测的电流和电势。可以干燥地构造电化学传感器，并且当校准物流体在电化学传感器之上流动时，传感器容易地“润湿”并且对校准和组合物检测来说是可操作的(operational)和稳定的。这些特征提供许多包装和储存的优点，包括长贮藏寿命。各个传感阵列可以包含常规电触点阵列、电化学传感器阵列和用于将个体传感器连接至个体触点的电路。电信号连通至能够进行计算并且能够显示数据(例如测定结果的浓度)的读数器。

尽管发生采样和分析步骤的特定顺序可以在不同的即时系统和提供者之间变化，接近病人提供快速样品测试结果的目标依然存在。然后读数仪器(例如，或其它无线分析器)可以进行测试循环(即，进行测试所需的全部其它分析步骤)。这样的简单性通过减少用于诊断的时间给予医师更快的对病人生理状态的洞察，使得医师能够更快地决断恰当的疗法，因此提高了成功治疗病人的可能性。

在医院内的急诊室和其它紧急医护场所中，个体病人所需的样品测试类型可以广泛变化。因此，即时系统一般提供一系列配置成进行不同的样品测试或这样的测试的组合的一次性装置。例如，对于血液分析装置，除传统的血液测试，包括氧、二氧化碳、pH、钾、钠、镁、钙、氯化物、磷酸盐、血细胞比容、葡萄糖、尿素(例如，BUN)、肌酸酐和肝酶之外，其它测试可以包括，例如，凝血酶原时间(PT)、活化凝血时间(ACT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、肌钙蛋白、肌酸激酶MB(CKMB)和乳酸盐。尽管装置通常包含1和10之间个测试，本领域技术人员将要理解装置中可以包含任何个数的测试。

给定的医院可以在医院内的多个即时测试场所使用多种不同类型的测试装置和测试器械。这些场所可以包括，例如，急诊室(ER)、危症监护病房(CCU)、儿科加强监护病房(PICU)、重症监护病房(ICU)、肾透析病房(RDU)、手术室(OR)、心血管手术室(CVOR)、普通病房(GW)等等。其它提供医疗护理的非基于医院的场所包括，例如，陆军流动外科医院(MASH)病房、医护疗养所和游船、商用船和军用船。

在一些情况中，药筒(cartridge)具有取决于具体的药筒以及取决于储存条件可以广泛变化的贮藏寿命。例如，在冷藏时，一些药筒可以具有约6-约9个月的贮藏寿命，但是在室温下具有更受限的贮藏寿命，例如，约2周，更具体地，在高至约30℃下贮藏寿命为约10周。因此，医院通常在中央冷藏场所储存药筒，并且如需求所需要地将药筒传送至具体场所。这些场所可以包括，例如，急诊室(ER)、危症监护病房(CCU)、儿科加强监护病房(PICU)、重症监护病房(ICU)、肾透析病房(RDU)、手术室(OR)、心血管手术室(CVOR)和普通病房(GW)。这些场所可以具有或不具有可用的冷藏储存器，并且这将影响产品的寿命，并且因此影响它们将保持的库存。如下的事实进一步复杂化了装置管理：给定的用户(例如医院)可以使用多种类型的药筒，各种药筒具有不同的贮藏寿命。替代地，用户可以是医师的办公实验室或访视护士服务处。然而，确保质量的需要一样依然存在。

Zelin等人的美国专利申请号US2009/0119047，其全部内容以引用方式并入本文，公开了用于即时测试的改进的质量保障系统和方法。其为通过不需要在分析系统上运行液体基质量对照材料的在病人医疗护理点的血液分析系统进行的实验室质量测试提供了质量保障。通过使用测试系统监测所用部件的热应力和时间应力，进行定量生理样品测试系统的质量保障，而不使用质量对照样品。在热应力和时间应力超过预定的热-时间应力阈值时产生指示部件质量保障已经失败的警告信息。

WatkinsJr.等人的美国专利号7,612,325，其全部内容以引用方式并入本文，公开了用于监测来自环境应激源的产品降解的电传感器，并且描述了用于环境敏感产品(例如食物、药物或化妆品产品)的环境降解传感器提供了产品降解状态和估算的剩余产品寿命。传感器是由聚合基体和导电填料制造的。选择控制剂使传感器的反应速率适应于环境条件，所述控制剂允许将传感器的电特性关联至产品的降解状态。

一般，用于时间/温度标记(indicator)的现有类型的操作原理可以分类为物理、化学和电原理。物理和化学方法的实例包括聚合材料的颜色变化、两种元素的化学反应、标记物的物理掩蔽法、温度敏感材料的熔化等等。

然而，许多现有标记的使用给打算监测的装置增加了显著的成本和复杂性。这对单次使用的血液测试药筒和电化学条带装置(例如，糖尿病患者使用的葡萄糖血液测试条带)来说是特别显而易见的问题。因此，依然存在对改进的低成本时间-温度标记的需要，可修改所述时间-温度标记以直接整合至装置制造工作流中。也存在对在这样的装置中校正信号的方法和装置的需要。

发明内容

本发明涉及具有第一和第二电衬垫并且具有布置在其间的第一聚合物层和第二聚合物层的传感装置。优选地，第一聚合物层具有与第二聚合物层不同的电导率和阻抗。随着时间和/或在升高的温度下，聚合物层可以迁移或扩散至彼此中，导致了两个电衬垫之间电导率的增加(并且电阻率降低)。因此，与第一和第二电衬垫相关联的电特性可以关联至装置可用性和/或可以用于导出可以应用于装置信号以确定校正的装置信号的校正因子。

在一个实施方案中，例如，本发明涉及确定装置可用性的方法，其包括：提供包含第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一和第二电衬垫的第一聚合物层(例如，接触衬垫)的装置。装置也包括接触第一聚合物层并且不接触第一和第二电衬垫的第二聚合物层。方法包括：施加跨第一和第二电衬垫的电势；测定与第一和第二聚合物层相关联的电特性；和确定测定的与第一和第二聚合物层相关联的电特性是否已经超过与装置可用性相关联的阈值水平。第一聚合物层可以是连续的聚合物层。

在另一个实施方案中，本发明涉及具有可用性阈值的装置，其包含：第一电衬垫、第二电衬垫、电接触至少部分第一和第二电衬垫的第一聚合物层，和接触第一聚合物层但是不接触第一和第二电衬垫的第二聚合物层。第一和第二聚合物层具有与装置可用性阈值相关联的电特性。

在另一个实施方案中，本发明涉及装置，其包含：传感器、装置表面上形成的第一聚合物层、与第一聚合物层接触的第二聚合物层(例如，其在第一聚合物层上形成)、第一电衬垫和第二电衬垫。表面包含彼此接近放置的第一和第二电衬垫和其间的空间。第一聚合物层覆盖至少部分第一和第二电衬垫和至少部分层之间的空间，并且第二聚合物层接触第一聚合物层，但是不接触第一和第二电衬垫。在装置中，将预选的电势或电势循环施加至第一和第二电衬垫并且测定与第一和第二聚合物层相关联的阻抗或电流。将测定的阻抗或电流转化成就来自该装置相同制造批量的其它装置而言的平均剩余贮藏寿命时间的指示值。

在又一个实施方案中，本发明涉及确定装置可用性的方法，其包括：提供包含第一电衬垫、第二电衬垫、接触至少部分第一和第二电衬垫的第一聚合物层和接触第一聚合物层但是不接触第一和第二电衬垫的第二聚合物层的装置。施加跨第一和第二电衬垫的电势，并且测定与第一和第二聚合物层相关联的电特性。确定与测定的电特性相关联的校正因子，将其应用于由传感器产生的信号以产生校正的信号。

在优选的实施方案中，第一聚合物层和/或第二聚合物层包含聚合物基体、增塑剂和有机盐。例如，第一聚合物层和/或第二聚合物层可以包含20-40wt.%的聚合物基体。聚合物基体可以包含选自如下的聚合物：聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羟基化PVC和聚二甲基硅氧烷。第一聚合物层任选地包含60-80%的增塑剂，其可以选自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BEHS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)。第一聚合物层和/或第二聚合物层可以包含0.1-10wt.%的有机或无机盐，例如，选自如下的盐：四苯基硼酸季铵、十二烷基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、苄烷铵(benzylkonium)、十二烷基磺基丁二酸十六烷基吡啶(cetylpyrdinium)、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、四甲基铵、苄烷铵、十六烷基吡啶、碘化物、溴化物、高氯酸盐、两性离子化合物、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(cocamidopropylhydroxysultaine)和硼酸季铵。

第一聚合物层和/或第二聚合物层的构型和形状可以广泛变化，但是在一个实施方案中，连续的第一聚合物层基本上是圆形的，优选圆顶的，并且具有约20μm-约2mm的直径。装置可以进一步包含用于控制分配的第一聚合物层前体和/或第二聚合物层前体扩展至装置预定区域的边界结构，例如，与所述第一和第二电接触衬垫相交的环。任选地以约10μm-约2mm的距离分离第一和第二衬垫。

本发明的另一个方面涉及确定装置可用性的方法，其包括：提供包含第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一电衬垫的第一聚合物层和接触至少部分第二电衬垫和至少部分第一聚合物层的第二聚合物层的装置。施加跨第一和第二电衬垫的电势；测定与第一和第二聚合物层相关联的电特性并且确定测定的与第一和第二聚合物层相关联的电特性是否已经超过与装置可用性相关联的阈值水平。

本发明的另一个实施方案涉及具有可用性阈值的装置，其包含：第一电衬垫、第二电衬垫、接触至少部分第一电衬垫的第一聚合物层和接触至少部分第二电衬垫和至少部分第一聚合物层的第二聚合物层。第一和第二聚合物层具有与装置可用性阈值相关联的电特性。

在进一步的实施方案中，本发明涉及装置，其包含：传感器、装置表面上形成的第一聚合物层、装置表面上形成的第二聚合物层、第一电衬垫和第二电衬垫。表面包含：彼此接近放置的第一和第二电衬垫和其间的空间。第一聚合物层覆盖至少部分第一电衬垫和至少部分衬垫之间的空间；第二聚合物层接触至少部分第二电衬垫、至少部分第一聚合物层和至少部分其间的空间。将预选的电势或电势循环施加至第一和第二电衬垫并且测定与第一和第二聚合物层相关联的阻抗或电流。测定的阻抗或电流转化成就来自该装置相同制造批量的其它装置而言的平均剩余贮藏寿命时间的指示值。装置表面可以基本上是平面的。

在另一个实施方案中，本发明涉及确定装置可用性的方法，其包括：提供包含第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一电衬垫的第一聚合物层和接触至少部分第二电衬垫和至少部分第一聚合物层的第二聚合物层的装置；施加跨第一和第二电衬垫的电势；测定与第一和第二聚合物层相关联的电特性；确定与测定的电特性相关联的校正因子；和将校正因子应用于由传感器产生的信号以产生校正的信号。本发明的装置通常已经暴露于不同的环境条件，例如，自制造的时间、温度、环境条件或其组合。

在一个方面中，电势或电势循环包括S形电势循环、固定施加电势、一系列的固定施加电势阶跃或其组合。电势任选地包括以约1Hz-约100000Hz的预定频率施加的电势循环。本发明的方法任选地包括将装置插入至配置成确定测定的与第一和第二聚合物层相关联的电特性是否已经超过与装置可用性相关联的阈值水平的分析器中的步骤。

优选将校正因子应用于选自如下的传感器：pH传感器、氧传感器、二氧化碳传感器、血细胞比容传感器、葡萄糖传感器、乳酸盐传感器、肌酸酐传感器、钠传感器、胆红素、钾传感器、镁传感器、钙传感器、氯化物传感器、无机磷酸盐传感器、肝酶传感器、BNP传感器、肌钙蛋白传感器、BUN传感器、CKMB传感器、NGAL传感器、TSH传感器、D-二聚体传感器、PSA传感器、PTH传感器、胆固醇传感器、ALT传感器、AST传感器、凝血酶原传感器、APTT传感器、ACT传感器、半乳凝素传感器、CG传感器及其组合。

校正因子优选选自电流校正值、电势校正值、库伦校正值和电导率校正值。

附图说明

鉴于非限制性的附图将更好地理解本发明，其中：

图1a和1b分别显示了依据本发明的一个实施方案的时间-温度标记(TTI)装置的侧面图和平面图；

图1c和1d分别显示了依据本发明的另一个实施方案的TTI装置的侧面图和平面图；

图1e和1f分别显示了依据本发明的另一个实施方案的TTI装置的侧面图和平面图；

图1g和1h分别显示了依据本发明的另一个实施方案的具有边界结构的TTI装置的侧面图和平面图；和

图2展示了显示放置在依据本发明的方面的第一和第二电衬垫上的TTI装置的图像。

具体实施方式

在即时血液分析系统的背景中最佳地理解本发明。例如，药筒(参见由AbbottPointofCare，Princeton，NJ，USA制造的系统)的贮藏寿命通常由提供在产品包装上(例如，在其含流体的小袋上)的冷藏有效期和室温贮藏寿命指示。冷藏有效期定义了制造后，药筒可以在冷藏条件下(例如，在约5℃下)储藏的时间长度。取决于具体的装置，冷藏有效期可以为制造日期后约3个月、约6个月、约9个月或约一年。室温贮藏寿命定义了在从冷藏条件中取出药筒或一箱子药筒(即，从制冷机中取出之后)药筒可以在室温(环境，例如，25℃)条件下储藏的时间长度。不应该允许室温贮藏寿命超过冷藏有效期。取决于药筒的类型，室温贮藏寿命通常为约2-9周。在实践中，室温有效期由室温贮藏寿命计算并且由用户在从冰箱中取出时写在箱子上。因此，当将一箱子的药筒取出制冷机时，用户通常计算天或月的数目以确定室温有效期，验证室温有效期没有超过印制在箱子或药筒上的冷藏有效期，并且将室温有效期写在箱子上。此外，当将要使用药筒时，最终用户再次检查有效期。该过程本身导致了计算冷藏有效期和/或验证冷藏有效期没有过去的两者或任一者中的潜在的用户错误。本发明旨在促进确定用于使用的药筒的适合性，即，贮藏寿命没有过期，自动考虑了装置的年龄以及环境(例如，储存装置所处的温度)。因此，用户解除了该任务并且减少了就用户引起错误而言的机会。

尽管存在多个本领域已知的时间-温度或贮藏寿命标记，但是还高度希望将装置的成本和复杂性保持在最小。在本发明中，这是通过提供(或改性)一对电接触衬垫得到的。许多分析系统采用电或电化学原理并且已经具有这样的作为装置的部件的电接触衬垫。因此，其使用没有增加成本，因为其是存在的并且是其它功能所需的，例如，用于分析物检测或用于装置校准。希望地改性衬垫，使得其可以在依然完成其所打算的目的的同时充当时间-温度或贮藏寿命标记(TTI)，所述所打算的目的通常为分析物检测或装置校准。因此，也应该执行本发明的时间-温度标记功能而不减小接触衬垫就其主要目的而言的能力或性能，例如，分析物传感或装置校准中的信号传输。然而，也考虑到可以单独地提供根据一些实施方案用于指示时间/温度的电接触衬垫，特定地用于执行TTI的功能，并且不提供任何其它功能(例如，用于分析物传感或装置校准中)。在这个后者的方面中，可以任选地提供单独的接触衬垫用于分析物检测和/或装置校准。

本发明部分地由如下的观察所激发：发现在升高的温度下培养(incubate)一段时间后一些原型离子传感器膜结构的电阻改变。因此本发明基于改变的电特性，例如，连接材料(例如连接层)的电流、电阻等等，所述连接材料包含至少2种聚合物，优选至少2个聚合物层等等，其放置于2个接近的接触衬垫之间并且优选与所述2个接近的接触衬垫电接触。在本发明的一个方面中，至少2种聚合物由不同材料构成，所述不同材料优选具有不同电导率并且称为“第一TTI材料”和“第二TTI材料”。其中TTI材料包含聚合物层，本文中其分别称为“第一聚合物层”和“第二聚合物层”。包含这样的2种不同材料的连接材料本文中称为不均匀连接材料，或，其中2种不同的材料为多个层、一个不均匀连接层或简单的一个不均匀层的形式。

优选第一和第二TTI材料对整体的随着时间而改变的温度(或其它环境条件)来说是响应的，使得这导致了其电特性的可预测改变。依据本发明的方面，可以建立热暴露(或其它环境条件)和电特性的改变之间的TTI关系，使得不均匀层的电特性(例如，电导率或电阻)取决于不均匀层中电解质的量，例如，不均匀层的电导率或电阻可以取决于不均匀层中导电盐的wt%。例如，使用66%的磷酸三辛酯(TOP)和34%的聚氯乙烯(PVC)的混合物，在10Hz下，2%的导电盐(例如，电解质)可以提供0.025的电导，并且5%的导电盐可以提供0.052(Sm-1)的电导。

适合用于本发明的装置包括但不限于例如公开于美国专利号7,723,099中的那些即时装置，所述美国专利号7,723,099的全部内容以引用方式并入本文。装置优选包含与传感器接触的第一电衬垫和第二电衬垫。如本文所用的，术语“电衬垫”是指其中可以将电施加至装置的场所。本发明的电衬垫可以包含，例如，包含金、银、其组合或另一种金属的金属触点。适合用于本发明的传感器包括但不限于，电化学传感器、电流传感器、电势传感器和电导传感器。

本发明将具体描述于采用2个接近的血细胞比容(Hct)电极衬垫，或接近电流传感器衬垫的Hct衬垫的i-STAT药筒的背景下。注意，例如，血细胞比容传感器可以用于流体性完整性检查。各个电极(或棒)终止在接触衬垫中，所述接触衬垫用于与i-STAT药筒读数器中的接头接触。接头的特征描述于共同拥有的美国专利号4,954,087中，其全部内容以引用方式并入本文。如上述，完整性检查和血细胞比容测定的主要功能不应该受作为TTI部件的衬垫的额外用途的影响。

在第一个实施方案中，本发明涉及用于确定具有TTI的装置的可用性的一种或多种方法。在一个实施方案中，方法包括如下步骤：提供包含第一电衬垫、第二电衬垫和不均匀层的装置，所述不均匀层包含第一TTI材料(优选第一聚合物层)和第二TTI材料(优选第二聚合物层)。第一TTI材料优选比第二TTI材料更导电，或反之亦可。不均匀层电接触至少部分第一和第二电衬垫。优选地，选择第一和第二TTI材料，使得就如下的意义而言它们与彼此相容：随着时间和/或在升高的温度下，2种TTI材料迁移或扩散至彼此中，导致第一和第二电衬垫之间的电导率增加(或电阻率下降)。在使用装置之前或使用装置时，施加跨第一和第二电衬垫的电势并且测定与第一和第二TTI材料相关联的电特性。然后确定测定的与第一和第二TTI材料相关联的电特性是否已经超过与装置可用性相关联的阈值水平。

在一些实施方案中，如图1a和1b中所示，用于确定装置可用性的TTI装置10包含在与接触衬垫20和30的电接触中形成的不均匀层15。接触衬垫20和30可以进一步与基片(substrate)或基层(base)40(任选传感器)电接触。依据本发明的方面，可以形成包含第一TTI材料50和第二TTI材料60的不均匀层15。

可以通过将第一TTI材料前体50'沉积在接触衬垫20和30之间形成第一TTI材料50。在一个方面，第一TTI材料前体50'在与至少部分接触衬垫20和接触衬垫30两者的接触中沉积。第一TTI材料50可以包含聚合物层，优选连续的聚合物层，并且第一TTI材料前体50'可以包含聚合物层前体。例如，第一TTI材料50可以通过如下形成：将TTI材料前体50'(例如，聚合物层前体)沉积(例如，印制)在至少部分接触衬垫20和30(例如，电流接触衬垫和Hct衬垫或2个Hct衬垫)之间，并且优选TTI材料前体50'与所述至少部分接触衬垫20和30重叠。在沉积前体之后，优选干燥或固化材料(例如，使用加热和/或UV辐射)以形成第一TTI材料50。

第二TTI材料60可以通过如下形成：将第二TTI材料前体60'沉积至第一TTI材料50上(在干燥或固化之后)或沉积至第一TTI材料前体50'上(在干燥或固化之前)。优选地，沉积第二TTI材料前体60'而不接触接触衬垫20和30。第二TTI材料60可以包含聚合物层并且第二TTI材料前体60'可以包含聚合物层前体。例如，第二TTI材料60可以通过如下形成：将第二TTI材料前体60'(例如，聚合物层前体)沉积(例如，印制)至第一材料前体50'上，使得TTI材料前体60'不与接触衬垫20或接触衬垫30(例如，电流接触衬垫和Hct衬垫或2个Hct衬垫)接触，但是第二TTI材料前体60'接触第一TTI材料前体50'或第一TTI材料50(在干燥或固化之后)。

优选例如使用加热或其它辐射处理第一TTI材料前体50'和第二TTI材料前体60'，干燥和/或固化，以分别形成第一TTI材料50和第二TTI材料60，并且在接触衬垫20和30之间的区域中形成不均匀层15，并且优选与接触衬垫20和30重叠。前体可以可以单独或在一起处理。优选地，将第二TTI材料前体沉积在第一TTI材料上，即，在干燥或固化第一TTI材料前体之后，以便在装置制造过程中最小化2种TTI材料的迁移或扩散。替代地，可以在它们都已经沉积之后，顺序在单一的处理步骤中沉积和处理前体。

在优选的实施方案中，第一TTI材料或第二TTI材料的一者基本上不导电，并且第一TTI材料或第二TTI材料的另一者包括导电材料。在图1a和1b显示的实施方案中，优选地第二TTI材料60比第一TTI材料50更导电。因此，例如，第一TTI材料50可以基本上不导电，其包括包含聚合物基体和增塑剂并且基本上不含任何导电材料(例如，盐)的聚合物层。第二TTI材料60可以相似地包含聚合物基体和增塑剂，但是也优选包含导电材料，例如，有机或无机盐。当然，在替代的实施方案中，第一TTI材料可以比第二TTI材料更导电。在一些示例性实施方案中，2种TTI材料具有至少2.0x10^-2S·m^-1，例如，至少1.7x10^-2S·m^-1或至少1.4x10^-2S·m^-1的电导率差别。例如，在1-10Hz的频率范围中，第一TTI材料可以具有1.0x10^-5-2.0x10^-6S·m^-1、2.0x10^-5-5.0x10^-6S·m^-1或2.0x10^-6-5.0x10^-7S·m^-1的电导率，并且第二TTI材料可以具有1.0x10^-1-2.0x10^-2S·m^-1例如，5.0x10^-2-1.7x10^-2S·m^-1或3.3x10^-2-1.4x10^-2S·m^-1的电导率。

各个聚合物层可以包含10-60wt.%，例如，20-40wt.%的聚合物基体，和40-90wt%，例如，60-80wt.%的增塑剂。聚合物基体任选地选自聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羟基化PVC和聚二甲基硅氧烷(硅橡胶)。增塑剂任选地选自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BEHS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)。

用于形成TTI材料(例如，第一和第二聚合物层)的TTI材料前体(例如，聚合物层前体)的具体组分可以广泛变化。在示例性实施方案中，任一TTI材料前体包含聚合物基体和增塑剂，如以上讨论的，但是优选进一步包含载体介质(例如，溶剂)，用于为其沉积以及其中包含的聚合物的溶解给予希望的物理特性。在另一个实施方案中，任一TTI材料前体包含单体和引发剂，并且聚合可以在将TTI材料前体50'沉积在传感器40的接触衬垫20和30之间之后，例如，通过自由基聚合，任选地应用UV辐射而发生。

如以上所述，第一和第二TTI材料的一者应该比另一者更导电。因此，采用的TTI材料前体组合物应该在电解质(例如，盐)浓度方面变化。例如，较导电的TTI材料的前体，可以进一步包含至少0.1wt.%，例如，至少1.0wt.%或至少10wt.%的盐，例如，有机盐，以给予其电导率。就范围而言，较导电的TTI材料的前体可以包含0.5-10wt.%，例如，3-15wt.%或10-50wt.%的盐，例如，有机盐。相反，例如，较不导电的TTI材料的前体可以包含小于0.01wt.%，例如，小于0.1wt.%或小于1.0wt.%的盐，例如，有机盐。

用于形成第二TTI材料60的较导电的前体(例如，第二TTI材料前体60')的具体组分可以相似地广泛变化。在示例性实施方案中，较导电的前体(例如，第二TTI材料前体60')包含聚合物基体、增塑剂和盐，如以上讨论的，但是优选进一步包含载体介质(例如，溶剂)，用于为其沉积以及其中包含的聚合物的溶解给予希望的物理特性。在另一个实施方案中，较导电的TTI材料前体包含盐、单体和引发剂，并且聚合发生至较不导电的材料或材料前体的表面上，例如，通过自由基聚合，任选地应用UV辐射。第一和第二TTI材料前体的沉积和聚合可以以任何希望的顺序或同时进行，如以上讨论的。

用于任一前体的载体介质可以包括水或有机溶剂。使用如描述于先前以引用方式并入本文的共同拥有的美国专利号5,554,339中的微分配方法和设备将这些材料优选地微分配至接触衬垫20和30上，至于成分、粘度、表面制备和预处理等等，与之相似的思考也适用于本发明。

如讨论的，TTI材料的一者应该比TTI材料的另一者更导电。例如，第二TTI材料60可以基本上是导电的。例如，第二TTI材料60优选包含聚合物层(优选连续的聚合物层)、聚合物基体、增塑剂和电解质(例如，盐)。在优选实施方案中，第二聚合物层包含10-60wt.%，例如，20-40wt.%的聚合物基体、40-90wt%，例如，60-80wt.%的增塑剂，和0.05-20wt.%，例如，0.1-10wt.%的盐。聚合物基体任选地选自聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羟基化PVC和聚二甲基硅氧烷(硅橡胶)。增塑剂任选地选自磷酸三辛酯(TOP)、硝基苯基辛基醚(NPOE)、癸二酸二乙基己酯(BEHS)、偏苯三酸三甲酯(TMTT)、己二酸二辛酯(DOA)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)。

为导电材料选择的电解质(例如，盐)优选高度亲油，以便提高聚合物溶解度，并且可以是有机或无机的。示例性有机盐可以选自十二烷基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、四甲基铵盐、苄烷铵盐、十六烷基吡啶盐和两性离子有机盐，例如，椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。示例性无机盐可以选自碘化物、溴化物、高氯酸盐和两性离子无机盐。在优选实施方案中，盐包括硼酸季铵。

如图1a和1b中所示，随着时间从装置10的制造日期增加和/或随着温度增加，电解质(例如，盐)可以扩散70出较导电的第二TTI材料60并且进入至较不导电的第一TTI材料50中，使得第一TTI材料50的电导率随着时间和/或温度增加。在一些实施方案中，电势或电势循环80可以用于在制造日期采取测定，其可以指示高的初始阻抗值，所述初始阻抗值会随着电解质进一步从第二TTI材料60扩散70至第一TTI材料50中而降低，造成第一TTI材料50的电导率的增加。

在替代的实施方案中，如图1c和1d中所示，第一TTI材料150可以通过如下形成：将第一TTI材料前体150'沉积在接触衬垫120和130之间并且在第二TTI材料160或第二TTI材料前体160'之上。优选地，第一TTI材料比第二TTI材料更导电，尽管反之也有所考虑。依据该方面，第二TTI材料160可以在形成第一TTI材料150之前通过将第二TTI材料前体160'沉积在TTI装置110表面上的接触衬垫120和130而形成。优选地，第二TTI材料前体160'不与接触衬垫120和130接触而沉积。第二TTI材料160可以包含聚合物层，所述聚合物层包含导电材料(例如，盐)，并且第二TTI材料前体160'可以包含聚合物层前体和电解质。例如，第二TTI材料160可以通过如下形成：将第二TTI材料前体160'(例如，聚合物层前体)沉积(例如，印制)并且干燥和/或固化至TTI装置110的表面上，使得第二TTI材料前体160'不接触接触衬垫120和130(例如，电流通道衬垫和Hct衬垫或2个Hct衬垫)。

优选地，将第一TTI材料前体150'沉积在第二TTI材料或第二TTI材料前体之上，并且与接触衬垫120和130接触。第一TTI材料150可以包含聚合物层并且第一TTI材料前体150'可以包含聚合物层前体。例如，第一TTI材料150可以通过如下形成：将第一TTI材料前体150'(例如，聚合物层前体)沉积(例如，印制)、干燥和/或固化在接触衬垫120和130(例如，电流通道衬垫和Hct衬垫或2个Hct衬垫)之间并且优选与所述接触衬垫120和130重叠，使得第一TTI材料前体150'基本上覆盖第二TTI材料160或第二TTI材料前体160'。

在一个方面中，在一起或单独地处理(例如，使用加热或其它辐射)、干燥和/或固化第一TTI材料前体150'和第二TTI材料前体160'，以分别形成第一TTI材料150和第二TTI材料160。以该方式，在接触衬垫120和130之间的区域形成不均匀层，并且优选与接触衬垫120和130重叠，使得第一TTI材料150接触至少部分第一和第二接触衬垫，并且第二TTI材料160不接触任一接触衬垫。

如图1c和1d中所示，随着时间和/或温度增加，电解质(例如，盐)可以扩散170出基本上导电的第二TTI材料160并且进入至基本上不导电的第一TTI材料150中，使得第一TTI材料150的电导率增加。在电解质扩散170出第二TTI材料160并且进入至第一TTI材料150中，由此第一TTI材料150的电导率增加时，电势或电势循环180可以用于测定与不均匀层(例如，第一和第二TTI材料150和160)相关联的电特性。

在图1e和1f中显示的另一个实施方案中，第一TTI材料250可以通过如下形成：将第一TTI材料前体250'沉积在接触衬垫220和230之间，但是仅接触接触衬垫的一者。因此，第一TTI材料前体250'可以在接触衬垫220和230的仅一者的接触中沉淀，并且形成TTI材料前体250'和2个接触衬垫220和230的另一者之间的空间。然后可以干燥和/或固化第一TTI材料前体以形成第一TTI材料。如所示，第一TTI材料250接触接触衬垫220，但是不与接触衬垫230电接触。

第二TTI材料260可以通过如下形成：将第二TTI材料前体260’沉积在接触衬垫220和230之间，但是其与第一TTI材料250或第一TTI材料前体250'和接触衬垫接触，所述接触衬垫不与第一TTI材料250或第一TTI材料前体250’接触。然后可以干燥和/或固化第二TTI材料前体以形成第二TTI材料。如以上所述的，第二TTI材料260优选比第一TTI材料250更导电，尽管反之也有所考虑。可以单独或同时，处理、干燥和/或固化第一和第二TTI前体(例如，使用加热或其它辐射)，以分别形成第一TTI材料250和第二TTI材料260，并且由此形成不均匀层。

如图1e和1f中所示，随着时间和/或温度增加，电解质(例如，盐)可以扩散270出基本上导电的第二TTI材料260并且进入至基本上不导电的第一TTI材料250中，使得第一TTI材料250的电导率增加。在电解质扩散270出第二TTI材料260并且进入至第一TTI材料250中时，电势或电势循环280可以用于测定与第一和第二TTI材料250和260相关联的电特性，以便确定装置可用性。

例如，第一和第二TTI材料优选精确地放置在装置中，以便避免器械中接头(例如，接头销)的潜在的污染。值得注意的是，应该最小化或避免聚合材料从第一和第二TTI材料转移至接头销。因此，在一些方面中，如图1g和1h中所示，本发明也涉及具有边界结构390的装置310，所述边界结构390促进控制分配的第一和第二前体350'和360'的扩展，所述第一和第二前体350'和360'形成第一和第二TTI材料350和360，例如，不均匀层315。例如，边界结构390可以放置在装置310预定的区域，例如作为多边形，例如，正方形、五边形、六边形、八边形等等，或作为圆柱或环形形状。如果采用，该边界结构390优选以与2个接近的衬垫320和330相交的方式放置。

例如，可以通过使钝化材料(例如，光致成形钝化材料，例如光致成形聚酰亚胺)形成脊的样式形成边界结构390。可以旋涂光致成形钝化材料并且使其形成样式，以在芯片上的接触网(contactlines)之上形成绝缘层。因此，用于该方法的掩模(mask)也可以包括环结构。共同拥有的美国专利号5,200,051公开了相似的方法和光致成形材料，所述美国专利号5,200,051的全部内容以引用方式并入本文。也可以使用其它光致成形材料，例如，基于聚乙烯基醇或重铬酸盐明胶的那些。

在上述实施方案中，随着接头施加更多的力，接头销尖端可以初始接触接触衬垫的顶部部分并且略微向芯片的中间移动。因此，优选将边界结构390(例如，环)用于更靠近芯片中间的第一和第二TTI材料的位置，以便恰当地使不均匀层定位。以该方式，优选超越销尖端行程的程度放置TTI材料，因此避免了污染问题。例如，图2中接触衬垫420和430的中间的划痕410显示了接头销已经在何处击中接触衬垫和在相关于边界结构440的接头咬合过程中移动到何处。

在上述实施方案中，将第一和第二TTI材料前体沉积(例如，印制)在2个接触衬垫之间的步骤可以通过使用微分配方法，例如描述于共同拥有的美国专利号5,554,339中的方法完成，所述美国专利号5,554,339的全部内容以引用方式并入本文。该方法包括制备适合用于形成聚合物层并且将其装载至微量进样器组件中的流体组合物。微量进样器组件可以包含，例如，储存器、微量进样器针、用于将TTI材料前体从储存器传送至微量进样器针的泵，和多向控制器，使得液滴可以与接触衬垫之间的区域接触。针尖端自动对准至分配位置可以在制造中完成，例如，使用光学识别系统，其使用一种或多种标准(fiduciary)标志。

在优选的实施方案中，特别是对于低成本的相容的制造方法，沉积TTI材料前体的方法可以基本上与如下印制方法相似：所述印制方法用于将传感膜制造至电极上(参见，例如，美国专利号5,554,339)并且用于将试剂印制至药筒部件的表面或导管壁上，以随后溶解至血液样品中。

如以上所述的，不均匀层优选通过如下形成：将一滴或多滴第一和第二TTI材料前体微分配至TTI装置上并且除去载体介质(任选地使用加热)和/或干燥前体以形成第一和第二TTI材料。在优选实施方案中，例如，就本文描述的实施方案而言，沉积的第一和第二TTI材料前体形成基本上是圆形的形状，具有约20μm-约2mm，优选100μm-500μm的直径，并且一般是圆顶的，如所需，覆盖2个衬垫之间的距离，所述距离优选约10μm-1mm，优选约10μm-200μm。不均匀层的平均厚度一般为约1μm-约200μm，优选约20μm-约60μm。本领域技术人员将要理解可以采用以上提供的那些以外的范围，例如，用于较大的传感器装置，例如一些家用葡萄糖测试条带。

TTI装置的上述构造使得读数器械(例如，分析器)能够在任何样品或校准物流体接触电极之前测定第一和第二TTI材料的电特性，所述电极位于药筒内的流体导管中。参见，例如，共同拥有的美国专利号5,096,669和7,491,821，其全部内容以引用方式并入本文。在实施方案中，测定的电特性可以包括电流、电阻、阻抗、电导率或其组合。在优选实施方案中，测定的电特性为第一和第二TTI材料的开路电阻(R_TTI)。如果电特性(例如，R_TTI)的测定没有超过预定的阈值或在一定的范围内，则认为对使用来说药筒是有效的。对于这样的药筒，取决于分析器是如何编制程序的，分析器可以指示药筒已经过期或者不接受药筒并且中止测试循环，或进行另一个纠正措施，例如，传感器输出校正，如本文更具体地讨论的。然而，应该理解，尽管这样的装置依然可以适合使用，但是可能不具有临床精确度所希望的程度。

本发明有利地避免了将导电颗粒(例如，炭黑、导电碳纳米管、金属颗粒、金属氧化物、半导体颗粒等)添加至第一和第二TTI材料用于将不均匀层的初始电阻率调节至希望水平的需要。相反，在一些方面中，本发明取决于包含聚合物(例如导电材料)和各种其它分子物质(例如，电解质)的第二TTI材料。尽管这些其它分子物质可以是极性或离子的并且因此影响了第二TTI材料的实质的电导率，其本质不是微粒的。在优选实施方案中，将亲油有机铵离子盐(例如，十二烷基氯化铵和四苯基硼酸盐)用于给予电阻率/电导率所希望的程度。尽管如此，在本发明的其它方面中，这样的导电颗粒可以包括于用于本发明的装置和方法的导电TTI材料或导电TTI材料前体中。

尽管本发明包含作为用于确定装置可用性的方法的第一实施方案，在第二实施方案中，本发明可以用于传感器校正。因此，在第一实施方案中，例如，本发明涉及为确定装置可用性而配置的TTI装置，其包含第一和第二TTI材料，例如，不均匀层，其形成在TTI装置的表面上，其中表面包含2个接近的电接触衬垫。如以上所述的，第一和第二TTI材料优选覆盖至少部分的2个电接触衬垫和至少部分接触衬垫之间的表面上的空间。在优选实施方案中，将预选的电势或电势循环施加至衬垫并且测定与作为不均匀层的(组合的)第一和第二TTI材料相关联的阻抗(Z)或电流(I)，并且使所得测定的值与预定的阈值比较，以确定是否装置可用。

本发明可以也用于确定相似地老化和储存的装置(例如，来自相同制造批量的装置)的平均贮藏寿命。因此，在另一个实施方案中，本发明涉及具有可用性阈值并且包含传感器(例如，包含于不均匀层，在TTI装置的表面上形成的，其中表面可以基本上是平面的并且包含其间具有空间的2个接近的电接触衬垫)和第一和第二TTI材料的装置。第一和第二TTI材料覆盖至少部分的2个电接触衬垫和部分接触衬垫之间的表面上的空间。在操作中，将预选的电势或电势循环施加至接触衬垫，并且测定与第一和第二TTI材料相关联的电特性，例如，阻抗或电流。将测定的值转化成就其它来自相同制造批量的装置而言的平均剩余贮藏寿命时间的指示值，其作为来自传感器输出值的装置信号，用于提供校正的传感器信号。

在相关的实施方案中，本发明涉及传感装置中校正信号的方法，包括如下步骤：(a)提供包含传感器、第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一和第二电衬垫的(例如，包含于不均匀层中)第一和第二TTI材料的传感装置；(b)施加跨第一和第二电衬垫的电势；(c)测定与第一和第二TTI材料(不均匀层)相关联的电特性；(d)确定与测定的电特性相关联的校正因子，例如，从查找表或类似物中确定；和(e)将校正因子应用于由传感器产生的信号以产生校正的信号。

为了确定恰当的校正因子(例如，从查找表或校正算法中确定)，需要建立电特性和校正因子之间的关系。因此，在另一个实施方案中，本发明涉及确定校正因子的方法，其包括如下步骤：(a)提供多个装置，各个装置包含传感器、第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一和第二电衬垫的不均匀层，其中装置已经暴露于不同的环境条件；(b)为各个装置测定不均匀层的电特性；(c)为各个装置就如以下定义的对照流体测定传感器信号；和(d)为多个装置使测定的电特性与测定的传感器信号相关联，以确定校正因子。

在更广义的实施方案中，本发明涉及具有在表面上形成的(例如，包含于不均匀层中的)第一和第二TTI材料的装置，其中表面包含2个接近的电接触衬垫。第一和第二TTI材料覆盖至少部分2个电接触衬垫和部分衬垫之间的表面上的空间。当将预选的电势或电势循环施加至2个接触衬垫并且测定与第一和第二TTI材相关联的电特性(例如，阻抗或电流)时，测定的值确定是否装置可用，并且如果装置可用，确定是否需要校正信号。如果需要校正信号，装置可以确定恰当的校正因子并且基于校正因子修改来自装置的传感器信号以提供校正的信号。例如，可以在不同的储存条件下并且使用已知组分(对照流体)的标准液测试装置的部分制造批量。如果记录了TTI值和对照流体值，则预期的和测定的对照流体值之间的任何变化可以与TTI值和产生的校正算法相关联。这可以在使用装置的该制造批量运行真实样品时在器械中实施。

依据本发明的方面，各种电势循环可以用于测定与第一和第二TTI材料(例如，不均匀层)相关联的电特性。在一些示例性实施方案中，电势循环可以选自S形电势循环、固定施加电势和一系列的固定施加电势阶跃的电势。可以使用，例如，器械中的阻抗测定电路，或器械中的电流测定电路实施测定。在一个实施方案中，在制造装置时测定与不均匀层相关联的初始电流值，并且阈值水平是初始电流值的至少三倍，优选至少五倍。相反，在另一个方面中，在制造装置时测定与不均匀层相关联的初始阻抗值，并且阈值水平是初始阻抗的至多1/3，优选至多1/5。在一些测定电流的示例性实施方案中，电流范围为皮安至毫安，但是更典型的是纳安至微安，例如，0.1-100纳安。在测定阻抗时，在约1-约10Hz的频率下的典型的阻抗范围可以为，例如，兆欧以下的范围至吉欧以上的范围，更典型的是数十个兆欧至低的吉欧的范围，任选为100-1500兆欧。

在实施传感器校正时，校正值可以选自电流校正值、电势校正值、库伦校正值和电导率校正值。通常将这些值应用于传感器，所述传感器选自pH传感器、氧传感器、二氧化碳传感器、血细胞比容传感器、葡萄糖传感器、乳酸盐传感器、肌酸酐传感器、钠传感器、钾传感器、镁传感器、钙传感器、氯化物传感器、磷酸盐传感器、肝酶传感器、BNP传感器、肌钙蛋白传感器、BUN传感器、CKMB传感器、NGAL传感器、TSH传感器、D-二聚体传感器、PSA传感器、PTH传感器、胆固醇传感器、ALT传感器、AST传感器、凝血酶原传感器、APTT传感器、ACT传感器、半乳凝素传感器及其组合。

本发明可以容易地适应于可广泛商购的技术并且可以使用现有的不需要硬件改变但是仅需要软件修改的电子设备进行，这一般比修改硬件实施起来更简单。例如，i-STAT器械可以能够在10kHz和50kHz下测定电导率，但是可以方便地扩展至更宽的频率范围。在优选实施方案中，程序编制该电路，以在10Hz的频率下测定接近的接触衬垫之间的电阻。据信在约1Hz-约100Hz的范围中的低频率阻抗测量在检测不均匀层的电特性改变中是最灵敏的。不希望受限于理论，理解了电路阻抗的改变可以归因于本体膜电阻的改变，其在如下的时候观察是最佳的：膜中的离子迁移一些距离，因此其需要在极化电压下一些时间，这需要低频率。一个可能的机制是在较高的频率下，电压快速振荡以至于离子不略微迁移。因此，其移动的阻力不影响阻抗。另一种可能性是可以在本发明中观察到的随着时间的阻抗变化可以部分地由电极氧化和其具有本体聚合物膜的界面贡献。一般，在较低频率下电极极化阻抗变得比在较高频率下更显著。无论如何，本发明的重要参数是可半经验观察的并且始终是可预测的电特性的改变。

为了避免危害接触衬垫就其主要功能而言的用途(通常为分析物传感)，其中测定电特性的为开路电阻，优选R_TTI远大于闭路电阻(即，伴随着样品或校准物流体覆盖电极，粘附至接触衬垫的电极之间的测定的电阻)，例如，至少是闭路电阻的1000倍。然而，R_TTI优选远低于开路电阻(即，接触衬垫之前的接头销之间的电阻)，例如，至多是存在的开路电阻的1/100。该目标可以通过仔细设计不均匀层的几何形状并且控制第一和第二TTI材料的组分达到。因此，就任何给定的材料组分而言，减小的聚合物层横截面积和衬垫之间的延长的聚合物路径长度通常将导致增加的电阻，而就给定的几何形状而言，增加的聚合物层的离子含量和离子移动性通常将导致降低的电阻。注意，典型的样品或校准物流体电阻范围为约十至成千上万欧，而开路电阻一般大于数个吉欧。因此，TTI电阻优选在兆欧至低的吉欧的范围中。

在实施方案中，建立了R_TTI和测试药筒的实际老化之间的定量关系。如本文所述的，目标涉及防止使用过期的药筒和防止丢弃可用的药筒。因此，在另一个实施方案中，本发明涉及确定与分析装置可用性相关联的阈值水平的方法。方法包括如下步骤：(a)提供多个装置，各个装置包含传感器、第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分第一和第二电衬垫的不均匀层，其中装置已经暴露于不同的环境条件；(b)为各个装置测定不均匀层的电特性；(c)为各个装置就对照流体测定传感器信号；(d)就对照流体，识别出提供具有预定的可接受的精确度水平的信号的多个装置的子集(subset)；和(e)为多个装置的子集确定对应于不均匀层电特性的阈值水平。

依据本发明的方面，本发明具有如下优点：其使得能够基于时间和温度整合的校正因子，依然使用若非如此则已经认为其已超过贮藏寿命的传感器。例如，一旦已经建立热暴露(或其它环境条件)和电特性(例如，阻抗)的改变之间的TTI关系，可以产生动态校正算法并且将其嵌入至器械软件中以产生校正因子。

用于校正就老化而言的检定(assay)结果的方法可以取决于以下。当经受独立于其已经经受的条件的相同的热应力时，检定和TTI需要可预测地改变。例如，具有高度波动温度(由可允许的极值限制)的检定储存条件应该产生与在固定温度下储存检定时所观察到的接近相同的变化。如果满足该条件，并且如果已知时间和平均动力学温度(MKT，其等价于如下固定温度，需要将检定保持在所述固定温度下以达到相同程度的老化)，那么检定结果可以校正。如果已知热应力的持续时间(理想地，其为自制造日期的时间)，TTI可以用于计算MKT。基于MKT和检定结果的改变之间建立的关系，预期的改变可以从结果反算。校正算法可以使用阿仑尼乌斯模型导出。例如，用于肌酸酐的校正因子可以由以下式确定：

其中：

“响应”是就样品而言的传感器响应(例如，电流)的斜率；

(b)是就传感器响应斜率(b)而言的校准参数；

(c)是就截距(c)而言的校准参数。

伴随老化，响应斜率b根据阿仑尼乌斯模型变化并且肌酸酐浓度可以如下校正：

其中：

MKT是平均动力学温度并且可以从测定的TTI阻抗R_TTI估算；

Ea_CREA是就肌酸酐传感器响应的变化而言的表观活化能；

R是普适气体常数；

T_ref是实验参考温度；

θ₁是就b的时间/温度变化而言的指前因子；

θ₂是在T_ref下b变化的速率；和

θ₃是非温度取决于的偏移量=1-θ₁。

通过利用本发明，可以为血液测试装置的典型的室温储存显著地进一步延长可用的时间。在此背景下，改进可以为至少约50%。此外，本发明可以应用于任何其中的器械能够测定电流或阻抗的电化学测试装置，例如，具有电化学传感器条带的用于监测糖尿病的葡萄糖计。本发明也为用户(例如，护士、医生或其它健康护理专业人员)简化了实施即时测试技术的方法。其也确保了在使用各个个体的装置之前测试装置(例如，药筒、条带(strip)等等)已经恰当地储存。其可以用于补偿装置老化因素并且在整个装置寿命内改进结果的准确度。

在本发明的另一个实施方案中，测定的来自TTI的值用于为在相同条件下储存的相同装置的制造批量的其余装置计算热应力(或其它环境应激源)的剩余百分比。这基本上是就所有其它与经测试的装置一起储存，但是还没有使用的装置而言的对室温储存来说的剩余的时间长度。因为在给定的批量(例如，给定的i-STAT药筒制造批量)中的所有装置以相同的方式并且在相同的时间制造，经测试的装置给出测定的阻抗或电流值不仅相关于该特定装置(如应用于其它的公开的实施方案中的)，而且就来自相同的制造批量，已经经受与经测试的装置相同的储存条件的其它装置而言，其也肯定可以使用。

例如，在冷藏中取出药筒的批量时，在测试特定药筒时，假设100%的热应力预算(budget)，可以从测定的TTI值计算预算剩余的一些部分，即，100%-0%(过期)的值。这是基于反映该范围的嵌入数据曲线的，其是器械软件算法的一部分。曲线源自显示于多个图中的数据类型，即，就预定批量，工厂确定并且上载至器械的。

任选地，该信息显示于器械上并且传递至医院的即时协调员。这使得能够在迫近过期时订购装置的新的供应(例如，新的一箱子药筒)。其也使得能够产生药筒管理报告，其允许即时协调员以远程的方式在整个设施内容易地监测和管理药筒。注意，在实践中，个体的药筒一般可追溯至特定的箱子，并且假设将药筒在一起储存在箱子中是合理的。因此，每次运行来自特定箱子的药筒，其提供了就该箱子和所有相似地储存的箱子中剩余的药筒而言的室温储存量上的可用信息。

尽管已经以各种优选实施方案的方式表述了本发明，本领域技术人员将要理解可以不背离本发明的精神而做出各种修改、替换、省略和改变。因此，打算仅由以下权利要求书的范围限制本发明的范围。

Claims (10)

1.确定装置可用性的方法，包括如下步骤：

提供包含第一电衬垫、第二电衬垫和接触至少部分所述第一和所述第二电衬垫的第一聚合物层和接触所述第一聚合物层并且不接触所述第一和所述第二电衬垫的第二聚合物层的装置；

施加跨所述第一和所述第二电衬垫的电势；

测定与所述第一和所述第二聚合物层相关联的电特性；和

确定测定的与所述第一和所述第二聚合物层相关联的电特性是否已经超过与所述装置可用性相关联的阈值水平，

其中所述第一聚合物层包含聚合物基体、增塑剂和有机盐；

其中所述第二聚合物层包含聚合物基体、增塑剂和有机盐；

其中各个层中的所述聚合物基体包含选自聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羟基化PVC和聚二甲基硅氧烷的聚合物；

其中各个层中的所述增塑剂选自磷酸三辛酯、硝基苯基辛基醚、癸二酸二乙基己酯、偏苯三酸三甲酯、己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二异丁酯；和

其中所述有机盐选自如下：四苯基硼酸季铵、十二烷基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、苄烷铵、十二烷基磺基丁二酸十六烷基吡啶、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、四甲基铵、苄烷铵、十六烷基吡啶、碘化物、溴化物、高氯酸盐、两性离子化合物、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱和硼酸季铵。

2.根据权利要求1的方法，其中所述电特性包括电流、电阻、阻抗、电导率或其组合。

3.根据权利要求2的方法，其进一步包括在制造所述装置时测定与所述第一和所述第二聚合物层相关联的初始电流值，并且其中所述阈值水平是所述初始电流值的至少五倍。

4.根据权利要求2的方法，其进一步包括在制造所述装置时测定与所述第一和所述第二聚合物层相关联的初始阻抗值，其中所述阈值水平是所述初始阻抗的至多1/5。

5.根据权利要求1的方法，其中所述电势包括S形电势循环、固定施加电势、一系列的固定施加电势阶跃或其组合。

6.根据权利要求1的方法，其中所述电势包括以1Hz-100000Hz的预定频率施加的电势循环。

7.根据权利要求1的方法，其进一步包括将所述装置插入至分析器中，所述分析器配置成确定所述测定的与所述第一和所述第二聚合物层相关联的电特性是否已经超过与所述装置可用性相关联的所述阈值水平。

8.根据权利要求1的方法，其进一步包括：

确定与所述测定的电特性相关联的校正因子；和

将所述校正因子应用于由所述装置的传感器产生的信号以产生校正的信号。

9.根据权利要求8的方法，其中所述校正因子选自电流校正值、电势校正值、库伦校正值和电导率校正值。

10.装置，其包含：

传感器；

所述装置表面上形成的第一聚合物层；

所述第一聚合物层上形成的第二聚合物层；

第一电衬垫；和

第二电衬垫，

其中：

所述表面包含彼此接近放置的所述第一和所述第二电衬垫和其间的空间；

所述第一聚合物层覆盖至少部分所述第一和所述第二电衬垫和部分其间的所述空间；

所述第二聚合物层接触所述第一聚合物层并且不接触所述第一和所述第二电衬垫；

将预选的电势或电势循环施加至所述第一和所述第二电衬垫并且测定与所述第一和所述第二聚合物层相关联的阻抗或电流；和

将所述测定的阻抗或电流转化成就来自所述装置的相同制造批量的其它装置而言的平均剩余贮藏寿命时间的指示值，

其中所述第一聚合物层包含聚合物基体、增塑剂和有机盐；

其中所述第二聚合物层包含聚合物基体、增塑剂和有机盐；

其中各个层中的所述聚合物基体包含选自聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、羧化PVC、羟基化PVC和聚二甲基硅氧烷的聚合物；

其中各个层中的所述增塑剂选自磷酸三辛酯、硝基苯基辛基醚、癸二酸二乙基己酯、偏苯三酸三甲酯、己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二异丁酯；和

其中所述有机盐选自如下：四苯基硼酸季铵、十二烷基磺基丁二酸盐、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、苄烷铵、十二烷基磺基丁二酸十六烷基吡啶、月桂基硫酸盐、烷基醚磷酸盐、四甲基铵、苄烷铵、十六烷基吡啶、碘化物、溴化物、高氯酸盐、两性离子化合物、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱和硼酸季铵。