CN104297248A - 用于测定流体样本中的分析物浓度的测试传感器 - Google Patents

用于测定流体样本中的分析物浓度的测试传感器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于测定流体样本中的分析物浓度的测试传感器。流体接收区接收流体样本，并含有与所述样本中的分析物发生可测量反应的试剂。温度依赖性元件沿着所述测试传感器的表面布置。所述测试传感器被构造成被接收在测量仪的开口中。当所述测试传感器被接收到所述开口中时，能够在所述测量仪内部检测所述温度依赖性元件。所述测量仪被构造成测定所述试剂和所述分析物之间的反应程度。所述测量仪的温度测量系统被构造成当所述温度依赖性元件位于所述测量仪内部时从所述温度依赖性元件中测定测试所述传感器温度的大小。由此，所述测量仪利用所述反应程度和所述测试传感器温度的大小来测定所述样本中的所述分析物的浓度。

Description

用于测定流体样本中的分析物浓度的测试传感器
本申请是申请日为2009年10月15日、发明名称为“用于测定测试传感器温度的方法和组件”的申请号为200980147992.8专利申请的分案申请。
相关申请的交叉参考
本申请要求2008年12月18日提交的美国临时申请No.61/105,806的优先权，本申请将其全部内容引入作为参考。
技术领域
本发明总体涉及一种用于测定收集在测试传感器上的体液样本中的分析物浓度的方法和组件。具体而言，本发明总体涉及一种用于测量测试传感器的温度从而测定与分析物反应的试剂的温度并基于与试剂的反应实现对分析物浓度的准确测定的方法和组件。
背景技术
在对某些生理异常的诊断和维护时，对体液中分析物的定量测定是非常重要的。例如，在某些个体中，需要监控乳酸盐、胆固醇和胆红素。特别地，重要的是患有糖尿病的个体需要频繁地检查其体液中的葡萄糖水平以调整他们饮食中的葡萄糖摄入量。这种测试的结果可以用来判断在必要时需要给予哪种胰岛素或其他药物。在一种血糖测试系统中，测试传感器用于测试血样。
测试传感器含有与例如血糖反应的生物传感材料或试剂材料。例如，传感器的测试端可适用于接触在人的手指已被刺扎后在手指上积聚的被测试流体(例如，血液)。通过毛细作用，流体可被抽进在传感器中从测试端延伸到试剂材料的毛细通道，使得将被测试的足量流体被抽进传感器。通常使用将测试传感器接收在测试传感器开口内并利用光学或电化学测试方法的测量仪来进行测试。
然而，这种测试方法的准确度会受到测试传感器温度的影响。例如，在测试传感器上血糖与试剂之间的化学反应结果在不同温度下可能会变化。为获得准确的读数，基于就在反应开始前的实际传感器温度对实际的测量进行校正。测量测试传感器温度的常规方式包括从位于测试传感器开口附近的热敏电阻器读取电阻值。热敏电阻器的电阻重新计算化学反应结果。这种校正方法基于传感器温度与位于测试传感器开口附近的热敏电阻器温度相同的假设。然而，事实上，通常位于印刷电路板上的热敏电阻器实际上提供了测量仪的温度。由于测量仪的温度可能与测试传感器的温度十分不同，所以分析物测量可能会不准确。
因此，需要具有一种能够准确测量并考虑测试传感器温度从而实现准确的分析物测量的方法和组件。
发明内容
用于测量体液样本中的分析物浓度的试剂对温度的变化可能是敏感的。换句话说，试剂与分析物之间的反应程度可能取决于试剂的温度。结果，基于反应对样本中分析物浓度的任何计算均可能随着试剂温度而变化。因此，为了实现对分析物浓度更为准确的测量，本发明的实施例也测定试剂的温度。通过测定分析物浓度的算法来利用试剂的温度。通过测量将试剂保持在流体接收区中以与收集的样本反应的测试传感器的温度，各实施例可以测定试剂的温度。特别地，这些实施例在测试传感器正被测量的区域与试剂温度处于平衡的同时来测量测试传感器温度。
一个实施例提供了一种用于测定体液样本中的分析物浓度的组件。所述组件包括测试传感器，所述测试传感器包括用于接收体液样本的流体接收区，其中所述流体接收区含有与样本中的分析物发生可测量反应的试剂。所述测试传感器具有沿着所述测试传感器表面设置的光栅，所述光栅包括由响应于温度变化的距离等距隔开的一系列平行线性结构。所述组件还包括测量仪，所述测量仪包括用于接收所述测试传感器的端口或开口；用于测定所述试剂与所述分析物之间的反应程度的测量系统；以及用于当所述测试传感器被接收到所述开口时测定所述测试传感器温度的大小的温度测量系统。所述温度测量系统包括光源和光检测器，所述光源被构造成将入射光线射向所述光栅，并且所述检测器被构造成从所述光栅接收随着将所述光栅的线性结构隔开的距离的变化而变化的衍射光线。所述温度测量系统根据衍射光线测定所述测试传感器温度的大小。所述测量仪根据所述反应程度和所述测试传感器温度的大小来测定样本中的分析物浓度。
在一个例子中，所述光源包括将固定波长光线射向所述光栅的激光器。所述检测器根据角度从所述光栅接收衍射光线。所述角度指示将所述光栅的线性结构隔开的距离，并且所述温度测量系统根据所述角度测定所述测试传感器温度的大小。
在另一个例子中，所述光源产生白光并将白光射向所述光栅。所述检测器从所述光栅接收衍射光线。所述衍射光线包括红色、绿色和蓝色(RGB)分量。所述衍射光线中的RGB分量指示将所述光栅的线性结构隔开的距离，并且所述温度测量系统根据所述角度测定所述测试传感器温度的大小。
另一个实施例提供了一种用于测定体液样本中的分析物浓度的组件。所述组件包括测试传感器，所述测试传感器包括用于接收体液样本的流体接收区，其中所述流体接收区含有与样本中的分析物发生可测量反应的试剂。所述测试传感器具有沿着所述测试传感器表面布置的偏光材料。所述偏光材料使从所述偏光材料反射的光线出现偏振度。所述偏光材料具有响应于温度而发生变化并使偏振度变化的结构。所述组件还包括测量仪，所述测量仪包括用于接收所述测试传感器的端口或开口；用于测定所述试剂与所述分析物之间的反应程度的测量系统；以及用于当所述测试传感器被接收到所述开口时测定所述测试传感器温度的大小的温度测量系统。所述温度测量系统包括光源和光检测器，所述光源被构造成将入射光线射向所述偏光材料，并且所述检测器被构造成从所述偏光材料接收随着偏振度变化的反射光线的量。所述温度测量系统根据所述检测器接收的反射光线的量测定所述测试传感器温度的大小。所述测量仪根据所述反应程度和所述测试传感器温度的大小来测定样本中的分析物浓度。
附图说明
图1是根据本发明实施例的包括测试传感器和测量仪的整个诊断系统的示图。
图2是图1所示的实施例中测试传感器插入测量仪的示图。
图3A是根据本发明实施例的测量仪的部分平面图。
图3B是图3A所示的测量仪的局部放大透视图。
图3C是图3A所示的测量仪的内部侧视图。
图3D是图3A所示的测量仪的另一个内部侧视图。
图3E是图3A所示的测量仪的另一个内部侧视图。
图3F是图3A所示的测量仪的示例性处理系统的示图。
图4A是可以用于本发明实施例的热电堆传感器和热敏电阻器的示图。
图4B是图4A所示的热电堆传感器和热敏电阻器的仰视图。
图5是可以用于本发明实施例的光学传感系统的结构的示图。
图6是根据本发明实施例的利用热致变色液晶的测试传感器的示图。
图7是热致变色液晶随温度的分子变化的示图。
图8是热致变色液晶依据温度的颜色范围的示图。
图9是来自示例性实验装置的温度-时间和光强度(RGB)-时间的示图。
图10是从图9示图的数据转换的温度-色强度(RGB)的示图。
图11A示出用于将RGB数据转换成温度数据的光学处理的子程序。
图11B示出处理光学数据从而将RGB数据转换成温度数据的通用算法。
图12是在20～40℃温度测试中温度-时间和光强度(RGB)-时间的示图。
图13是从图12示图的数据转换的温度-色强度(RGB)的示图。
图14是对应于图12和图13数据的基于TCLC的温度和热电偶数据的示图。
图15是根据本发明各方面的使用TCLC材料阵列来测量温度的“切饼形TCLC结构”的示图。
图16是可以用于本发明实施例的另一种光学传感系统的结构的示图。
图17是可以用于本发明实施例的另一种光学传感系统的结构的示图。
图18是可以用于本发明实施例的另一种光学传感系统的结构的示图。
图19示出一种用于校准装置(例如，CGM传感器)的系统，该系统的控制器具有根据本发明各方面的温度测量系统。
尽管可容易地对本发明做出各种修改及替代形式，但是在附图中以举例方式示出了具体实施方案，并在说明书中进行了详细说明。然而，应该理解，本发明并不意图限制于所披露的特定形式。相反，本发明将涵盖本发明精神和范围内的所有修改形式、等同形式以及替代形式。
具体实施方式
本发明的各方面提供了用于测量在用来收集体液样本的测试传感器上的试剂的温度的方法和组件。所述试剂与体液样本中的分析物反应，并且可以测量反应程度，从而测定样本中的分析物浓度。反应程度可能会受到试剂温度变化的影响。通过测量试剂的温度，本发明的各方面可以考虑到试剂对温度的敏感性，并因而获得对样本中分析物浓度的更为准确的计算。
参照图1，示出了具有测试传感器100和测量仪200的诊断系统10。测试传感器100被构造成接收流体样本，该流体样本通过使用测量仪200来进行分析。可被分析的分析物包括葡萄糖、血脂全套(例如，胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL))、微量白蛋白、血红蛋白(hemoglobin A1C)、果糖、乳酸盐或胆红素。可以预期的是，可以测定其他分析物的浓度。例如，分析物可存在于例如全血样本、血清样本、血浆样本、诸如ISF(间质液)和尿液等其他体液、以及非体液中。在本申请中使用的术语“浓度”是指分析物浓度、活性(例如，酶和电解质)、滴定量(例如，抗体)或者用于测量目标分析物的任何其他测量浓度。
如图1所示，测试传感器100包括具有用于接收体液样本的流体接收区110的本体105。例如，使用者可以利用刺血针或切割装置刺扎手指或人体的其他部位，从而在皮肤表面产生血样。然后，使用者可以通过将测试传感器100的开口107与样本接触来收集血样。如图1的实施例大体描述的，血样可以经由毛细通道108从开口107流到流体接收区110。流体接收区110可以含有与样本反应以指示样本中分析物浓度的试剂115。测试传感器100还具有由下面将详细描述的测量仪200接收的测量仪接触区112。
测试传感器100可以是电化学测试传感器。电化学测试传感器通常包括多个电极和含有酶的流体接收区。流体接收区含有用于将流体样本(例如，血液)中的有关分析物(例如，葡萄糖)转化成化学物种的试剂，通过电极图形的组成部分可以电化学地测量化学物种所产生的电流。所述试剂通常含有酶(例如，葡萄糖氧化酶)，其与分析物和电子受体(例如，氰铁酸盐)反应，从而产生可由电极检测的电化学可测量的物种。可以预期的是，其他的酶类可用于与葡萄糖反应，如葡萄糖脱氢酶。一般而言，选择酶以与将被测试的目标分析物进行反应，从而有助于测定流体样本的分析物浓度。如果将要测定另一种分析物的浓度，那么选择适当的酶以与该分析物反应。电化学测试传感器的例子(包括其操作)可以在例如转让给拜尔公司(Bayer Corporation)的美国专利No.6,531,040中找到。然而，可以预期的是，也可以利用其他的电化学测试传感器。
可选择地，测试传感器100可以是光学测试传感器。光学测试传感器系统可以使用诸如透射光谱法、漫反射系数法或荧光光谱法等技术来测量分析物浓度。指示试剂体系与体液样本中的分析物反应，产生显色反应，这是因为该试剂与分析物之间的反应会使样本改变颜色。颜色改变的程度可以指示体液中的分析物浓度。评价样本的颜色改变以测量透射光的吸光程度。例如，美国专利No.5,866,349中记载了透射光谱法。例如，美国专利No.5,518,689(题目为“Diffuse Light Reflectance ReadHead”)、美国专利No.5,611,999(题目为“Diffuse Light Reflectance ReadHead”)和美国专利No.5,194,393(题目为“Optical Biosensor and Method ofUse”)中记载了漫反射系数法和荧光光谱法。
如图1进一步所示，测量仪200包括具有测试传感器开口210的本体部205，测试传感器开口210包括用于接收和/或保持测试传感器100的连接器。测量仪200还包括用于测量流体接收区110内的样本的分析物浓度的测量系统220。例如，测量系统220可以包括用于检测电化学测试传感器的电化学反应的电极的触头。可选择地，测量系统220可以包括用于检测光学测试传感器的显色反应的光检测器。为了处理来自测量系统220的信息并从总体上控制测量仪200的操作，测量仪200可以利用至少一个处理系统230，其可以根据测量算法执行程序指令。由处理系统230处理的数据可以存储在常规的存储装置235中。此外，测量仪可以具有包括显示器245(例如，可以是液晶显示器)的用户界面240。按钮、滚轮、触摸屏或其任何组合也可以作为用户界面240的一部分而设置，从而允许使用者与测量仪200相互配合。显示器245通常显示有关测试程序的信息和/或响应于由使用者输入的信号的信息。测试结果也可以用可听见的方式报告，例如，通过使用扬声器。
在一般操作中，使用者在时刻t0将测试传感器100从包装(例如容器)中取出。然后，如图2所示，使用者在时刻t1将测试传感器100插入测试传感器开口210。在时刻t1将测试传感器100插入后，测量仪200被启动(即，苏醒)，从而根据一种方法开始预定的测试程序。特别地，从测试传感器开口210发出信号以使测量系统220苏醒。例如，该信号可以是机械或电气产生的。然后，使用者在时刻ts将测试传感器100与接收到流体接收区110内的体液样本接触。然后，样本与试剂115反应，并且测量系统220对反应程度进行测量。处理系统230接收有关反应的信息(例如，以电信号形式)并且根据测量算法测定样本中的分析物浓度大小。然后，这种测量的结果可以记录在存储装置235中和/或经由显示器245向使用者显示。
诊断系统(例如血糖测试系统)通常基于测得的输出和用于进行测试的试剂传感元件(例如，测试传感器100)的已知反应性来计算实际的葡萄糖值。校准信息通常用于补偿各测试传感器不同特性，测试传感器随批次不同会有变化。例如，校准信息可以是测试传感器的批次特异性试剂校准信息。校准信息可以是校准码形式。对与测试传感器相关的选用信息(可能随批次不同变化)进行测试，以确定与测量仪一起使用的校准信息。测试传感器的反应性或批次校准信息可以设置在与传感器包装或测试传感器相关联的校准电路上。终端用户可以将该校准电路插入。在其他情况下，经由传感器包装或测试传感器上的标签，使用自动校准电路实现自动校准。在这些情况下，校准对于终端用户是显然的，并且不需要终端用户将校准电路插入测量仪或输入编码信息。本发明的一些实施例可以提供手动或自动校准的诊断系统。在图1所示的例子中，诊断系统10是自动校准的，因此测试传感器100可以在测量仪接触区112处包括自动校准信息区120，自动校准信息区120可以包括标签。
如上所述，测试传感器100上的试剂温度可以影响由测量仪200计算的分析物浓度的准确度，这是因为分析物与试剂115之间的反应程度可能会随试剂115的温度变化。因此，本发明的一些实施例测定试剂115的温度并使用计算出的温度来获得对分析物浓度的更为准确的测量。特别地，测量仪200具有温度测量系统250，并且处理系统230使用从温度测量系统250计算出的温度作为测量算法的变量输入。
在操作中，当测试传感器100在时刻t1被插入测量仪的测试传感器开口210时，也利用温度测量系统250测量测试传感器100的温度。虽然系统250实际上测量测试传感器100(即，测量仪接触区112)的温度，而不是试剂115的温度，但是当测试传感器100在时刻t1被插入测试传感器开口210时，测试传感器100和试剂115的温度与环境温度大致平衡。如图2所示，当测试传感器100被插入测试传感器开口210时，测量仪接触区112位于测试传感器开口210中，但是流体接收区110可以远离测量仪200。因此，测量仪接触区112可以由测量仪200中的热源加热，热源例如是从电源接收电力的部件。然而，流体接收区110和试剂115可以与热源充分地隔开，从而基本保持在环境温度。因此，对环境温度的测定提供了对试剂115的温度的有效估计，而试剂115的温度被用作测定分析物浓度的因子。需要注意的是，在短时间内，当流体接收区110接收流体样本时，流体接收区110的温度在时刻ts可能会升高，其可以保留来自身体的一些热量。经确定，在短时间内，例如，大约0.5秒至大约5秒，在测试传感器100在时刻t1被插入测试传感器开口210之后，在测量仪接触区112的温度由于来自测量仪200的热量而升高或者由于来自测量仪200的冷却而降低之前，仍然可以从测量仪接触区112测定到环境温度。从测量仪接触区112测定到环境温度的时间段可能从插入测试传感器的时间开始(例如，大约0.5秒至大约5秒内)随不同因素(例如，所用测量仪的类型)而变化。可以理解的是，本文提供的时间范围(即，大约0.5秒至大约5秒)是示例性的，其他时间段也可能是合适的。下文将进一步讨论其他的这类因素。因此，当来自测量仪200的加热或冷却效应仍然处于最低程度时，本发明的一些实施例可以在时刻t1测量测量仪接触区112的温度。
虽然一些实施例可以在上述时刻t1测量测量仪接触区112的温度，但是其他实施例也可以在其他时刻测量温度。即使来自测量仪200的加热或冷却效应已经改变了在测量时测量仪接触区112的温度，但是通过将算法应用到测量，也可以测定在加热或冷却效应之前测量仪接触区112的温度。例如，在实际测量时间之前，可以应用温度-时间函数(即，温度-时间曲线)，从测量向后外推，以测定在时刻t1的温度。
如图2和图3A-3E所示，温度测量系统250位于测量仪本体205的测试传感器开口210中，使得当测试传感器100被插入测试传感器开口210时，温度测量系统250的位置可以接近于测试传感器100。在图3A-3E所示的实施例中，温度测量系统250包括设置在测试传感器开口210内的位置251处的热电堆传感器250A，例如在印刷电路板231上。
虽然一些实施例可以包括设置在测试传感器开口210内的位置251处的温度测量系统250，但是温度测量系统250也可以设置在其他区域，以允许对测试传感器100进行温度测量。例如，温度测量系统250可以设置在从测量仪本体205向外伸出的结构(例如，臂部)上，从而当测试传感器100被插入测试传感器开口210时，测量测试传感器100的位于测试传感器开口210外部的区域。该结构可以从测量仪本体205永久地伸出，或者可以经手动操作或自动触发以伸出或向外摆动到适当位置，从而用于测量测试传感器100的区域。此外，其他实施例可以包括相对于测量仪本体205设置在任意位置的多于一个的结构，从而用于测量测试传感器100的多于一个的区域。对多于一个区域的温度测量可以对试剂115提供更为准确的温度测定。例如，不同于图3E的构造，测试传感器100可以横向地插入测试传感器开口210，而不是纵向地插入，使得可以访问沿着测试传感器100的多于一个的区域，以实现温度测量。
一般而言，所有材料在高于绝对零度的温度下都会不断地释放能量。红外辐射是电磁波谱的一部分并占据可见光与无线电波之间的频率。光谱的红外(IR)部分跨越从约0.7微米到约1000微米的波长。通常用于温度测量的波段是从约0.7微米到约20微米。通过利用从测试传感器100发出的黑体辐射，热电堆传感器250A测量实际的传感带温度。由于已知测试传感器100发出的红外能量的大小及发射率，因而可以测定测试传感器100的实际温度。特别地，热电堆传感器250A可以产生与入射红外辐射成比例的电压。因为热电堆传感器250A的表面温度与入射红外辐射相关，所以可以从热电堆传感器250A测定表面温度。
当测试传感器100被接收到测试传感器开口210中时，热电堆传感器250A的位置251贴近测试传感器100或基本上邻近测试传感器100。位置251确保由热电堆传感器250A检测到的红外辐射基本上来自于测试传感器100。换句话说，热电堆传感器250A可以被定位成使得来自外部源(例如，环境光)的光线对热电堆传感器250A读数的影响最小。虽然图3E示出了例如热电堆传感器250A在测试传感器100下方，但是可以理解的是，热电堆传感器可以定位在相对于测试传感器的其他适当位置。
图3F示出了可以用于在测量仪200中运行热电堆传感器250A的处理系统230的各方面。首先，模拟放大器230A接收来自热电堆传感器250A的输出电信号。来自模拟放大器230A的经放大的模拟信号经由模拟滤波器230B传送到模拟数字转换器230C。模拟数字转换器230C对放大的模拟信号进行数字化，随后可被数字滤波器230D滤波。然后，数字信号被传送到微控制器230E。微控制器230E基于来自热电堆传感器250A的输出电信号的幅度来计算测试传感器100的温度，并利用计算出的温度来校正来自测量系统220的初始血糖值。对于一些实施例，可以预期的是，模拟滤波器230B、模拟数字转换器230C和数字滤波器230D可以组合到微控制器230E中。在一些实施例中，模拟滤波器230B和模拟数字转换器230C可以集成到专用集成电路(ASIC)中。在其他实施例中，可以利用存储装置(例如EEPROM)来存储校准数据等。此外，还可以预期的是，在一些实施例中，模拟滤波器230B和数字滤波器230D是任选的。还需要注意的是，虽然在图3F中热电堆传感器250A的位置与接收测试传感器电极的电触头221相对，但是在其他实施例中，热电堆传感器可以定位在测试传感器的同一侧。
图4A和图4B示出了典型的热电堆传感器250A，其包括密封在金属壳体255A中的一系列热敏元件。特别地，热电堆传感器250A可以包括光学滤波器257A和吸收区258A。可以预期的是，热电堆传感器250A可以收容在各种TO壳体或表面安装设备壳体中。热电堆传感器250A的时间常数的量级为100ms以下，这在操作上与具有量级为大约5秒的典型测试时间的诊断系统10相对应。一般而言，热电堆传感器250A提供了足够的灵敏度、小的灵敏度温度系数以及高的再现性和可靠性。
如图4A和图4B所示，温度测量系统250可以任选地包括额外的参考温度传感器260A，例如传感器、热敏电阻器、半导体温度传感器等。这类参考温度电阻器260A或热敏电阻器也可以收容在壳体255A中。因此，图3A-3F所示的温度测量系统250可以提供测试传感器100的温度和测量仪本体205的参考温度，作为由处理系统230运行的测量算法的变量输入。因此，图4A和图4B所示的温度测量系统250具有对应于热电堆传感器250A的两个插脚(例如，插脚1和插脚3)和对应于热敏电阻器260A的两个插脚(例如，插脚2和插脚4)。这样，测量仪200测量插脚1和3之间的电压，其指示与测试传感器200的温度相关的红外辐射的量。另外，测量仪测量插脚2和4之间的电阻，其指示测量仪本体205的温度。可以预期的是，可以利用其他类型的接触结构(例如垫子)，并且实施例不限于使用图4A和图4B所示的插脚。
例如，测量仪200可以配备有Heimann HMS Z11-F5.5超小型热电堆传感器(Heimann Sensor GmbH,Dresden,Germany)，提供了一种互补式金属氧化物半导体(CMOS)兼容的传感器芯片以及热敏电阻器参考芯片。HMS Z11-F5.5的直径是3.55mm，高度是2.4mm。可以预期的是，可以使用具有不同尺寸的其他热电堆传感器。有利的是，这种热电堆传感器的紧凑尺寸使得热电堆传感器能够包装在已知的测量仪结构中，并定位插入测试传感器的测试传感器开口处。
在一项研究中，测量仪配备有Heimann HMS B21热电堆传感器(Heimann Sensor GmbH)。HMS B21热电堆传感器的操作与先前描述的HMS Z11-F5.5超小型热电堆传感器相似，但是具有更大的尺寸，即，8.2mm的直径和3mm的高度。研究表明，虽然测量仪本体具有大约30℃的温度，但是热电堆传感器能够在室温(即，大约20℃)下测量插入的测试条的温度。可以预期的是，可以使用其他的热电堆传感器。
在一些实施例中，也可以利用温度测量系统250来测量指示分析物实际浓度的温度改变。例如，分析物与试剂之间的反应可以产生指示样本中分析物浓度的可测量的热量。
在可选实施例中，温度测量系统250可以包括如图5所示的光学传感系统250B。测量仪200可以测量涂布在测试传感器100上的温度敏感或热致变色材料的变化，而不是通过测量红外辐射来计算测试传感器100的温度。热致变色材料根据温度的变化而改变颜色。
一般而言，热色现象是伴随有加热和冷却时的物质的光谱特性的可逆变化。虽然文字的实际含义规定了可见的颜色变化，但是热色现象也可以包括在可视区外部能更好观察到光谱转变或在可视区根本观察不到光谱转变的一些情况。热色现象可以在固相或液相中出现。
光线可以按反射、吸收或散射的形式与材料相互作用，对这些光线-材料相互作用中的任一种相互作用进行温度依赖性变化都会导致热色现象。这些热致变色材料可以包括隐色染料和胆甾型液晶。其他的热致变色材料还包括电活性聚合物，例如聚乙炔、聚噻吩或聚苯胺。根据表1中的物理背景知识示出了热致变色材料的类别。
表1
这类温度敏感材料通常可以涂布在测量仪接触区112的任意部分上。在图1所示的实施例中，热致变色材料可以涂布在自动校准信息区120上。参照图5，示出了光学传感系统250B的总体结构。光学传感系统250B可以包括光源252B和检测器254B。光源252B从热致变色材料传送光子，检测器254B接收从热致变色材料反射的光子。例如，光源252B可以是一个或多个激光LED，而检测器254B可以是一个或多个光电二极管。对于材料，例如随着温度升高从有色变化到无色并反之亦然的ChromaZone(一种微胶囊化的热致变色颜料)，通过测量从该材料的反射程度可以测定温度。
虽然光学传感系统250B实际上测量测试传感器100(即，测量仪接触区112)的温度，而不是试剂115的温度，但是当测试传感器100在时刻t1被插入测试传感器开口210时，测试传感器100和试剂115的温度与环境温度大致平衡。如先前所述，当测试传感器100被插入测试传感器开口210时，测量仪接触区112位于测试传感器开口210中，但是流体接收区110可以远离测量仪200。因此，测量仪接触区112可以由测量仪200中的热源加热，热源例如是从电源接收电力的部件。然而，流体接收区110和试剂115可以与热源充分地隔开，从而基本保持在环境温度。因此，对环境温度的测定提供了对试剂115的温度的有效估计，而试剂115的温度被用作测定分析物浓度的因子。经确定，在短时间内，例如，大约0.5秒至大约5秒，在测试传感器100在时刻t1被插入测试传感器开口210之后，在测量仪接触区112的温度由于来自测量仪200的热量而升高或者由于来自测量仪200的冷却而降低之前，仍然可以从测量仪接触区112测定到环境温度。因此，当来自测量仪200的加热或冷却效应仍然处于最低程度时，本发明的一些实施例可以在时刻t1测量测量仪接触区112的温度。如先前所述，其他实施例可以在其他时间测量温度并通过应用算法考虑来自测量仪200的加热或冷却效应。此外，还如先前所述，可选的实施例可以包括相对于测量仪本体205设置在任意位置的多于一个的结构，从而用于测量位于测试传感器开口210内部或外部的测试传感器100的多于一个的区域。
为了进一步说明利用热致变色材料的实施例的各方面，将详细描述热致变色液晶(TCLC)。薄膜TCLC是可市售得到的。例如，图6示出了被构造成使用TCLC 130B的测试传感器100。TCLC 130B涂布在由薄的固化材料132B(例如，环氧树脂)限定的区域133B中，固化材料也涂布在背层或窗口135B。前窗或基板134B形成在TCLC 130B上。
在一些实施例中，可以利用对应于不同温度范围的热致变色材料阵列来测量温度。例如，图12示出了包括八个TCLC环形部分310的“切饼形TCLC结构”300，每个TCLC环形部分对于较小的温度范围都很敏感。相继使用八个微型LED 320，并且一个微型RGB 330被放置在中央以检测相应的颜色。
与其他热致变色材料相比，TCLC可以提供某些优点。例如，尽管隐色染料可以提供较宽颜色范围，但是TCLC可以更精确地应答并可以被设计成比隐色染料更为准确。然而，可以理解的是，本文提供的例子仅用于说明目的。
TCLC的特征在于可以在温度的某个带宽内很好地分析可见光的反射。通常，针对填色规定TCLC。所产生的填色对温度的变化高度敏感。某一温度导致在某一波长和较窄带宽具有局部最大值的某一反射波长光谱。因此，光学传感系统250B可以利用液晶温度传感器，其可以被优化以读取例如大约5～40℃的温度范围。在该例子中，5℃的范围下限可以被称作“红色开始”温度，40℃的上限可以被称作“蓝色开始”温度。红色开始温度与蓝色开始温度之间的带宽因而是35℃。可以预期的是，红色开始温度和蓝色开始温度在不同例子中可以不同。
当TCLC的温度低于红色开始温度时，特定是当以薄层涂布时，TCLC是非光学活性的或透明的。当低于颜色变化的开始温度时，TCLC的流体动力学行为象高粘性糊状物。当以薄层涂布时其是透明的，或者在大量时其是乳白色的。在这种初始状态，如图7所示，分子象固晶中那样仍然有序并且相互靠近。随着温度朝向红色开始温度升高，在分子经历近晶相时，它们被分离成层，但是在这种介晶态中，晶体仍然是非光学活性的或透明的。
高于红色开始温度时，分子处于胆甾态，是光学活性的并取决于温度选择性地和强烈地反射光线。随着温度升高，从热致变色层反射的光线按次序从红色变成橙色、变成黄色、变成绿色、然后变成蓝色。此时，分子在各层中排列，在各层内取向相同。然而，在各层之间，分子方向扭转一定角度。经过液晶(LC)的光线在这些层上发生布拉格衍射，具有最大相长干涉的波长被反射回去，其被视为光谱色。随着晶体经历温度变化，发生热膨胀，导致各层之间的间隔改变，因此产生被反射的波长。具体而言，总体上的螺旋形结构累积地形成，分子取向矢在空间中勾画出螺旋。扭转程度由螺距L0限定，其是在一个360°旋转后螺旋结构的高度。两层之间的角度和因而螺旋的螺距与选择性地被反射的光线的波长λ0成比例。这种关系可由布拉格衍射方程表示，其中nmean是平均折射率，是入射光束相对于面法线的角度：
如果温度升高而超过蓝色开始温度，那么螺旋的分子结构解散，分子象在各向同性液体中一样均匀分布。在这种状态下，晶体再次是非光学活性的。取决于过热的时间和程度，超过蓝色开始温度可能会导致TCLC的永久性损坏。
TCLC的带宽被定义为光学活性范围，并且下限是红色开始温度，上限是蓝色结束温度。经过液晶的光线在这些层上发生布拉格衍射，具有最大相长干涉的波长被反射回去，其被视为光谱色。随着晶体经历温度变化，发生热膨胀，导致各层之间的间隔改变，因此产生被反射的波长。因此，如图8所示，取决于温度，热致变色液晶的颜色连续地从黑色开始经过光谱色再回到黑色。
由于当TCLC处于胆甾态时仅具有热致变色特性，所以通过混合不同的胆甾型化合物可以设计具有特定温度范围的热致变色材料。
为了说明使用TCLC的一些方面的原理，进行了实验。第一步包括使用已知的方法制备一些胆固醇酯液晶，基于G.H.Brown和J.J.Wolken,Liquid Crystals and Biological Systems,Academic Press,NY,1979,pp.165-167以及W.Elser和R.D.Ennulat,Adv.Liq.Cryst.2,73(1976)，在此将它们的内容引入作为参考。原料是：(A)胆固醇油醇碳酸酯(Aldrich15,115-7)、(B)胆固醇壬酸酯(Cholesteryl nonanoate)(Aldrich C7,880-1)和(C)胆固醇苯甲酸酯(Aldrich C7,580-2)。表2示出了形成液晶膜的这三种化学品A、B和C的不同组成的混合物在不同温度范围内改变颜色。
表2
这些液晶随着温度变化而可逆地改变颜色。液晶的优点在于它们能够标识出不同温度的热区的能力。液晶混合物随温度改变颜色。当暴露在湿气或空气中时，TCLC膜可能会降解，但是可以提前几个月制备混合物，只要将它们保存在密封容器中。
在验证时，示例性实验装置包括来自Liquid Crystal Resources Inc(Glenview,Illinois)的TCLC膜、来自Texas Advanced OptoelectronicSolutions(Plano,Texas)的光学红绿蓝(RGB)传感器和软件TCS230EVM以及来自Torrey Pines Scientific,Inc.(San Marcos,California)的可编程的加热和冷却板IC35。来自Omega Engineering Inc,Stamford Connecticut的若干K型热电偶被用于确定加热冷却板上的温度。TLC膜贴附在加热/冷却板上，温度被设定在5～45℃下，步距5℃。三个热电偶粘在膜上，一个热电偶粘在板上。使用两种不同的TLC膜：5～20℃和20～40℃。使用DAQ，在20Hz的频率下捕捉温度和RGB数据。
上面的示例性实验装置的结果已被描述。图9中所示的温度-时间和光强度-时间数据被转换为图10中所示的温度-色强度数据。
图11A示出用于将RGB数据转换成温度数据的光学处理的子程序。获得的光学数据是三分栏格式，rs、gs和bs为红色、绿色和蓝色样本的值。该数据用于求得比率rg和rb。然后，将这些比率与具有红色、绿色和蓝色校准数据以及温度数据rc、gc、bc和Tc的映像文件匹配。图11B示出处理光学数据从而将RGB数据转换成温度数据的通用算法。
图12示出20～40℃温度测试的数据。如图13所示，温度-时间和色强度-时间数据被转换成温度-色强度数据。将基于TCLC的温度与图15中的热电偶数据进行比较。
在应用图11A和图11B的算法后，从RGB传感器计算的温度紧随热电偶数据。因此，上述验证表明，光学数据可以被转换成温度数据，并且将来自TCLC膜的光学数据用于温度测量是可行的。一般而言，TCLC膜可以与RGB传感器一起使用来测量传感器温度。可以针对测试条的温度校准膜颜色的改变。此外，研究表明使用TCLC膜的技术对于传感器与测量仪之间的不同温差起作用。在一个方面，温差可以是大约45℃。在另一个方面，温差可以是大约25℃。在另一个方面，温差可以是大约10℃。
为了测量TCLC的颜色，在一个实施例中，光学传感系统250B可以利用图5所示的总体结构。特别地，光源252B可以是对应于红色、绿色和蓝色波长的三个LED，或者可以是一个发射白光的LED。带有滤波器的三个单独的光电二极管测量分别对应于红色、绿色和蓝色波长的来自TCLC的反射Rr、Rg和Rb。比率Rr：Rg：Rb根据TCLC中的颜色变化而改变。由于TCLC随着温度升高从红色变到绿色再到蓝色，所以比率Rr：Rb和Rr：Rg随温度升高而降低。这样，可以从比率Rr：Rg：Rb确定TCLC的温度。其他实施例可以利用Rr、Rg和Rb之间的其他比率。另外，该实施例可能会要求校准特征。
在另一个实施例中，光学传感系统250B也可以利用图5所示的总体结构。然而，光源252B可以是发射白光的LED，而检测器254B可以是集成的红色/绿色/蓝色(RGB)传感器，用于检测从TCLC反射的红色、绿色和蓝色光线的程度。红色、绿色和蓝色光线的量指示颜色，从而指示TCLC的温度。
在另一个实施例中，光学传感系统250B也利用图5所示的总体结构。在该实施例中，光源252B可以是发射某一波长的光子的LED，而检测器254B可以是测量某一波长的光子反射的光电二极管。随着TCLC颜色的变化，反射量改变。这样，测出的反射指示TCLC的温度。
代替使用图5所示的总体结构，在可选实施例中，光学传感系统250B可以利用集成了照明光学元件和接收器电路的组件，包括红色/绿色/蓝色(RGB)传感器。这种“混杂”组件或组合结构利用单独的LED光源将红色、绿色和蓝色光线传送到TCLC。然后，可以通过处理系统230测量每种颜色的反射信号并转换成例如16位数据，从而能够进行颜色识别，并因而进行温度读数。
参照图16，示出温度测量系统250的另一个实施例。特别地，图16所示的实施例利用包括光源252C和检测器阵列254C的光学传感系统250C。光源252C可以是发射固定波长λ的高相干性光的激光器。(可选择地，光源252C可以包括发光二极管(LED)和滤波器，从而产生固定波长λ的光线，例如，窄波段的光束。)例如，波长λ可以在可见光范围内，例如，大约700nm。然而，波长λ通常可以在大约450nm到1800nm的范围内。另一方面，检测器阵列254C可以包括能够沿阵列长度在任意位置接收并检测光线的线性光电二极管阵列，例如，基于硅或锗的光电二极管阵列。检测器阵列254C产生与光线被检测位置通讯的电压或电流信号。
与图5所示的测量涂布在测试传感器100上的热致变色材料变化的光学传感系统250B相比，光学传感系统250C测量沿着测试传感器100表面设置的光栅130C的结构变化。如下文进一步详细描述的，光栅130C的结构提供了对温度的指示。特别地，光栅130C包括以固定距离d等距隔开的一系列平行线性结构131C。例如，距离d可以是大约600nm。然而，距离d可以针对波长λ而变化。在一些典型的测试传感器上，光栅130C的尺寸可以是大约1mm×1mm。在一些实施例中，光栅130C可以直接形成在测试传感器100上，并可由聚合物形成，例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。例如，一系列等距的平行槽可以在测试传感器100的材料中辊轧形成。在另一个例子中，可以利用激光加工将一系列等距的平行槽刻在测试传感器100的表面中。在其他实施例中，光栅130C可由另一种材料形成并被放置或固定在测试传感器100的表面上。例如，可以通过沉积将材料涂布在测试传感器100的表面上，以提供光栅结构。一般而言，光栅130C具有与下面的测试传感器100基本上相同的温度。
如图16所示，光源252C将固定波长λ的光线以给定的入射角射向光栅130C。光栅130C引起光线衍射，检测器阵列254C接收衍射的光线。根据衍射方程：
mλ＝d sinθ    (2)，
其中d是光栅130C的各线性结构131C之间的距离，λ是来自光源252C的入射光线的波长，θ是光线从光栅130C射出的角度，m是表示衍射光线极大值的整数。对于衍射图案中的给定极大值，波长λ的光线以特定角度θ反射离开光栅130C。光学传感系统250C可以被构造成使得检测器254C检测对应于给定极大值的光线，例如，在m＝1时的第一级极大值。根据检测器阵列254C从光栅130C接收光线的位置，可以确定相对于光栅130C的角度θ。这样，对于给定的波长λ，使用检测器254C测量的角度θ指示各结构131C之间的距离。
光栅130C由对温度敏感的材料形成。一般而言，当温度T升高时材料膨胀，当温度T降低时材料收缩。相应地，各线性结构131C之间的距离d随材料的温度变化。换句话说，当温度T升高时距离d增加，当温度T降低时距离d减小。距离d是温度的函数，即d(T)，并从上述方程(2)求得：
sinθ＝mλ/d(T)    (3)。
因此，角度θ也是温度的函数，并且可由检测器254C测量，以确定光栅材料的温度T。由于光栅130C与测试传感器100热耦合，所以光栅材料的温度T也指示出下面的测试传感器100的温度。优选地，光栅130C由具有足够高的热膨胀系数的材料形成，使得光栅130B对温度具有高度可检测的灵敏度，并且可以更大准确度获得温度测量。另外，通过将检测器阵列254C定位在距光栅130C更远的距离处，可以实现对角度θ的更为准确的测定，但是检测器阵列254C的位置可以取决于光学传感系统250C怎样装配在测量仪200中。对于光栅130C的给定材料和结构，可以根据经验确定测量的角度θ与温度T之间的相关性。结果，可以利用图16所示的光学传感系统250C来估计试剂的温度，并且如先前所述的，获得对收集在测试传感器100上的样本中分析物浓度的更为准确的计算。
参照图17，示出温度测量系统250的另一个实施例。图17所示的实施例利用包括光源252D和检测器254D的光学传感系统250D。然而，光源252D发射白光，而不是提供固定波长λ的激光。在一个实施例中，光源252D可以是LED。另一方面，检测器254D可以包括集成的红色/绿色/蓝色(RGB)传感器。例如，检测器254D可以包括提供电压或电流信号的RGB光电二极管，而电压或电流信号用于指示由检测器254D所接收的光线中的红色、绿色和蓝色分量的水平。
与图16中的光栅130C相似的光栅130D沿着测试传感器100的表面设置。光栅130D包括以固定距离d等距隔开的一系列平行线性结构131D。如先前所述，形成光栅130D的材料响应于温度而膨胀或收缩。相应地，当材料响应于温度时，距离d增大或减小。
如图17所示，光源252D将白光射向光栅130D。光栅130D引起白光衍射，并且一些衍射的光线由检测器254D接收。根据上述光栅方程(2)中所示的波长依赖性，光栅130D将入射白光分成其构成的波长分量，并且每个波长分量以特定角度θ从光栅130D发射。检测器254D未被构造成从光栅130D接收所有波长分量的阵列。因此，如图17所示，检测器254D接收在角度θ范围内的衍射光线。检测器254D检测接收到的光线的红色、绿色和蓝色分量。可以产生代表由检测器254D接收的光线中的红色、绿色和蓝色分量水平的RGB数值。
然而，如先前所述，当温度变化时，各线性结构131D之间的距离d改变。距离d的变化还改变了光线从光栅130D的衍射。特别地，对于入射白光中的每个波长分量角度θ改变。此外，由检测器254D在角度θ范围内接收的光线改变。随着接收的光线中的变化，由检测器254D测量出的红色、绿色和蓝色分量也会改变。换句话说，当温度变化时，由检测器254D接收的光线会经历色迁移。例如，在接收光线中增加蓝色水平的色迁移可以指示出温度的降低，而在接收光线中增加红色水平的色迁移可以指示出温度的升高。相应地，代表在接收光线中的红色、绿色和蓝色分量水平的RGB数值也改变。
因此，可以测量由检测器254D接收的光线的颜色(即，RGB数值)，从而确定光栅材料的温度。因为光栅130D与测试传感器100热耦合，所以光栅材料的温度T也指示出下面的测试传感器100的温度。优选地，光栅130D由具有足够高的热膨胀系数的材料形成，使得光栅130D对温度具有高度可检测的灵敏度，并且温度测量是准确的。对于光栅130D的给定材料和结构，可以根据经验确定颜色与温度T之间的相关性。结果，可以利用图17所示的光学传感系统250D来估计试剂的温度，并且如先前所述的，获得对收集在测试传感器100上的样本中分析物浓度的更为准确的计算。
参照图18，示出温度测量系统250的另一个实施例。图18所示的实施例利用包括光源252E和检测器254E的光学传感系统250E。光源252E可以是发射固定波长λ的高相干性光的激光器。(可选择地，光源252E可以包括发光二极管(LED)和滤波器，从而产生固定波长λ的光线，例如，窄波段的光束。)另一方面，检测器254E可以包括提供电流或电压信号一个光电二极管，而电流或电压信号用于指示由光电二极管接收的光量。然而，沿着测试传感器100的表面布置有偏光材料130E，而非光栅。
如图18所示，光源252D将激光射向偏光材料130E，并且光线从偏光材料130E反射到检测器254E。偏光材料130E使来自光源252E的光线的偏振态发生改变。如图18进一步所示，偏光滤波器255E设置在偏光材料130E与检测器254E之间，使得只有沿特定方向偏振的光线传输到检测器254E。因此，检测器254E接收的光量取决于反射光线的偏振态。然而，偏光材料130E的结构以及因而反射光线的偏振度取决于温度。反射光线偏振度的任何改变都会导致由检测器254E接收的光量改变。因此，可以测量检测器254D接收的光量，从而确定偏光材料130E的温度T。因为偏光材料130E与测试传感器100热耦合，所以偏光材料130E的温度T也指示出下面的测试传感器100的温度。对于给定的偏光材料130E，可以根据经验确定由检测器254E接收的光量与温度T之间的相关性。结果，可以利用图18所示的光学传感系统250E来估计试剂的温度，并且如先前所述的，获得对收集在测试传感器100上的样本中分析物浓度的更为准确的计算。
虽然本文描述的实施例提供了比常规系统更为准确的温度读数，但是已经发现，通过优化温度测量系统250的传感器在测试传感器开口210内的位置，可以实现进一步的准确度。例如，如图3E所示，热电堆传感器250A在测试传感器开口210内占用位置251。在一些实施例中，这可能意味着传感器250A位于接收测试传感器电极的电触头附近。当热电堆传感器250A沿着图3E所示的方向X位于测量仪210内部更深的位置时，热电堆传感器250A测量测量仪接触区112的来自测量仪200的传热最小的区域113处的温度。在一个方面，在测试传感器开口210内的更深位置处，对流式传热减少。因此，在测试传感器开口210内更深区域的温度会更缓慢地改变，从而存在更大机会来获得对测试传感器100的温度的准确测量，而不受来自测量仪200的传热的影响。
在本文描述的实施例中，通过在区域113与热电堆传感器250A之间设置空间而在区域113周围产生绝热气穴，也可以使到测试传感器100上的测试区域113的传热最小化。另外，如果测量仪200与测试传感器100之间的接触是必须的，则通过使用点接触而不是面接触，可以减少到测试传感器100的传导式传热。
一般而言，测量仪200利用模拟前端与数字引擎组合的结构。通常，模拟前端与部件相关，如测量系统220。另一方面，数字引擎执行数据处理功能并控制电子部件，如用户界面240。可以预期的是，本文实施例中描述的结构可以被构造成使得温度测量系统250可以与模拟前端或数字引擎集成。有利的是，当温度测量系统250与模拟前端集成时，对于设计和实施温度测量系统250，需要更少的电子部件。另一方面，当温度测量系统250与数字引擎集成时，该结构使得能够设计出不同结构的模拟前端并用数字引擎来实施，而不必须设计每个前端结构来操纵温度测量功能。
虽然本文描述的实施例可以测量测试传感器一个或多个区域的温度以测定布置在测试传感器上的试剂的温度，但是可以预期的是，根据所描述的技术，可以直接测量试剂的温度。例如，可以将热致变色材料涂布在试剂上或其附近，从而测量试剂的温度。
本文描述的温度测量技术也可以用在与如图19所示的连续葡萄糖监测(CGM)系统400组合使用的控制器中。通常在CGM系统400中，CGM传感器410与使用者联系在一起。CGM传感器410可以被设置成与使用者的血液或间质液接触或光通讯，从而测量样本中的目标分析物浓度。CGM传感器410可以经由皮肤测量使用者的目标分析物浓度。在CGM传感器410已经测量分析物浓度(即，葡萄糖)之后，如本领域人员已知的，信号被传送到控制器420或相似设备。CGM系统400可以在不同的时间间隔进行测量。如图所示，在图19中控制器420远离CGM传感器410，但是在其他实施例中，控制器420可以连到CGM传感器410上。然而，大多数CGM系统必须在不同时间间隔进行校准，以使CGM系统产生更为准确的值。为了校准CGM系统400，离散的血糖测量仪(例如上述实施例所描述的)可被用来在给定时限提供准确读数。然后，该读数可被用于校准CGM系统400。用于这种任务的测量仪可以是测量仪200或本文先前描述的其他测量仪，或者测量仪可以仅仅是控制器420内包含的模块430。控制器420提供与测量仪200相似的功能，并且具有与本文先前所讨论的实施例类似的部件。模块430可以与控制器420是一体的或者仅仅是组装到控制器内的部件。模块430具有用于接收测试传感带的开口432，这可以与本文先前描述的传感器100或其他实施例相似，并且参考先前实施例的描述，该模块可以计算样本中的葡萄糖浓度。在另一个实施例中，计算样本中葡萄糖浓度所需的一些软件或其他电气部件可以包含在控制器420上并远离模块430。在任何情况下，模块430可以具有将模块430与控制器420电气或光学连接的连接器434。控制器也可以具有显示器440，从而显示测得的葡萄糖读数。与先前实施例相似的模块430可以包括一个或多个温度测量系统250。温度测量系统250可以利用本文描述的测量技术或者可以包括本文描述的温度测量系统的各方面。例如，温度测量系统250可以包括热电堆传感器或利用光学传感系统来提供考虑了温度影响的更为准确的测量。各部件的位置或构造可以与先前的描述相似。
虽然已经示出并描述了本发明的各种实施例，但是可以理解的是，本发明不限于此。本领域技术人员可以对本发明进行改变、修改和进一步应用。因此，本发明不限于先前示出和描述的细节，而是包括所有这些变化和修改。

Claims (13)

1.一种用于测定流体样本中的分析物浓度的测试传感器，包括：
流体接收区，其用于接收流体样本，所述流体接收区含有与所述样本中的分析物发生可测量反应的试剂，所述测试传感器具有测试传感器温度并且所述试剂具有试剂温度；以及
温度依赖性元件，其沿着所述测试传感器的表面布置，
其中所述测试传感器被构造成被接收在测量仪的开口中，所述温度依赖性元件沿着所述测试传感器的表面布置，使得当所述测试传感器被接收到所述开口中时能够在所述测量仪内部检测所述温度依赖性元件，所述测量仪被构造成测定所述试剂和所述分析物之间的反应程度，所述测量仪包括温度测量系统，所述温度测量系统被构造成当所述温度依赖性元件位于所述测量仪内部时从所述温度依赖性元件中测定所述测试传感器温度的大小，所述测量仪被构造成利用所述反应程度和所述测试传感器温度的大小来测定所述样本中的所述分析物的浓度。
2.如权利要求1所述的测试传感器，其中所述流体接收区和所述温度依赖性元件大体布置在所述测试传感器的相对端。
3.如权利要求1所述的测试传感器，其中
所述温度依赖性元件包括光栅，所述光栅包括由响应于温度变化的距离等距隔开的一系列平行线性结构，以及
所述温度测量系统包括光源和光检测器，所述光栅被构造成接收从所述光源射出的入射光，所述光检测器被构造成从被布置在所述测量仪内部的所述光栅接收随着用于将所述光栅的所述线性结构隔开的所述距离的变化而变化的衍射光线，所述温度测量系统根据所述衍射光线测定所述测试传感器温度的大小。
4.如权利要求3所述的测试传感器，其中所述光源包括将固定波长光线射向所述光栅的激光器，所述光检测器根据角度从所述光栅接收所述衍射光线，所述角度指示用于将所述光栅的所述线性结构隔开的所述距离，并且所述温度测量系统根据所述角度测定所述测试传感器温度的大小。
5.如权利要求4所述的测试传感器，其中所述固定波长在大约450nm到1800nm的范围内。
6.如权利要求3所述的测试传感器，其中所述光源产生白光并将所述白光射向所述光栅，所述光检测器从所述光栅接收所述衍射光线，所述衍射光线包括红色、绿色和蓝色分量，所述衍射光线中的所述红色、绿色和蓝色分量指示用于将所述光栅的所述线性结构隔开的所述距离，并且所述温度测量系统根据所述红色、绿色和蓝色分量测定所述测试传感器温度的大小。
7.如权利要求1所述的测试传感器，其中所述光栅在所述测试传感器的表面中辊轧形成。
8.如权利要求1所述的测试传感器，其中利用激光加工将所述光栅刻在所述测试传感器的表面中。
9.如权利要求1所述的测试传感器，其中所述光栅由单独的材料形成并涂布在所述测试传感器上。
10.如权利要求9所述的测试传感器，其中通过沉积将所述单独的材料涂布在所述测试传感器的表面上。
11.如权利要求1所述的测试传感器，其中
所述温度依赖性元件包括沿着所述测试传感器的表面布置的偏光材料，所述偏光材料使从所述偏光材料反射的光线出现偏振度，所述偏光材料具有响应于温度而发生变化并使所述偏振度变化的结构，以及
所述温度测量系统包括光源和光检测器，所述偏光材料被构造成接收从所述光源射出的入射光，并且所述光检测器被构造成从被布置在所述测量仪内部的所述偏光材料接收随着所述偏振度变化的反射光线的量，所述温度测量系统根据由所述光检测器接收的反射光线的量测定所述测试传感器温度的大小。
12.如权利要求11所述的测试传感器，其中所述光源是将固定波长光线射向所述偏光材料的激光器。
13.如权利要求12所述的测试传感器，其中所述固定波长在大约450nm到1800nm的范围内。
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