CN106442655B - 使用叉指阵列电极的传感器的测量方法、测量设备和存储测量程序的计算机可读介质 - Google Patents

使用叉指阵列电极的传感器的测量方法、测量设备和存储测量程序的计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使用叉指阵列电极的传感器的测量方法、测量设备和存储测量程序的计算机可读介质。一种使用包括叉指阵列电极和该叉指阵列电极上的试剂层的传感器测量样本中对象成分的浓度的测量方法,所述叉指阵列电极包括第一电极和第二电极,第一电极中包括的第一梳状齿部和第二电极中包括的第二梳状齿部交替排列,测量方法包括以下各步骤:向第一电极和第二电极之间施加电压;测量在第一电极和第二电极之间流过的电流的第一电流值;测量在第一电极和第二电极之间流过的电流的第二电流值;基于第三电流值来计算样本中的对象成分的浓度;基于第一电流值和第二电流值来计算校正值;以及基于校正值来校正样本中的对象成分的浓度。

Description

使用叉指阵列电极的传感器的测量方法、测量设备和存储测 量程序的计算机可读介质
技术领域
本发明涉及使用叉指阵列电极的传感器的测量方法、测量设备和测量程序。
背景技术
使用生物传感器测量样本中的对象成分的浓度。例如,血液中对象成分的测量值受红细胞比容值(Hct值)影响,视具体情况而定。因此,为了得到正确测量值,基础的是消除Hct值的影响。Hct值是指示血细胞占据血容量的容积百分比的数值。专利文献1以具体示例的方式公开了一种制造叉指阵列电极的方法,所述叉指阵列电极具有电极的总平面尺寸、包括该电极的生物传感器中的该电极的电极间距离和宽度或电极的数量。另外,还公开了当使用通过这种制造方法制造的生物传感器测量马保存血中的葡萄糖浓度时减轻Hct影响。
存在通过为了减少Hct值的影响除了用于测量葡萄糖的电极对之外还设置Hct电极对以便测量Hct值来校正葡萄糖的测量值和其他等效成分的系统(例如,专利文献2)。还存在通过使用生物传感器获取源自包含血红细胞的样本中的对象成分的多个信号并且参照对象成分的数量和与其对应的多个信号之间的关系校正Hct值对对象成分测量的影响的测量方法(例如,专利文献3)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开手册No.WO 2014/112569
[专利文献2]美国专利申请公开No.2011/0139634
[专利文献3]日本特许专利公开No.2011-075362
发明内容
[本发明要解决的问题]
传统技术尽管试图减少Hct值的影响,但要求以更高的准确性来测量对象成分的浓度。在除了用于测量葡萄糖的电极对之外还单独设置Hct电极对的情况下,对应于传感器的电极,这种构造造成传感器的结构复杂和仪表连接器的错综复杂。依据上述情形而设想到的本发明的目的是提供在不单独设置Hct电极对的情况下减少Hct值对样本中对象成分的测量的影响的技术。
[用于解决问题的手段]
根据本发明的一个方面,采用以下构造来实现上述目的。
具体地讲,本发明的一个方面涉及一种使用传感器来测量样本中的对象成分的浓度的测量方法,所述传感器包括叉指阵列电极和所述叉指阵列电极上的试剂层,所述叉指阵列电极包括具有第一梳状齿部的第一电极和具有第二梳状齿部的第二电极,其中,所述第一梳状齿部和所述第二梳状齿部交替排列,所述测量方法包括:
向所述第一电极和所述第二电极之间施加电压的步骤;
测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第一电流值的步骤;
测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第二电流值的步骤;
基于第三电流值来计算所述样本中所述对象成分的浓度的步骤;
基于所述第一电流值和所述第二电流值来计算校正值的步骤;以及
基于所述校正值来校正所述样本中所述对象成分的浓度的步骤。
在根据本发明的一个方面所述的测量方法中,所述第三电流值是所述第一电流值或所述第二电流值。在根据本发明的一个方面所述的测量方法中,在所述第二电流值之前测量所述第一电流值。另外,在根据本发明的一个方面所述的测量方法中,在瞬态电流在所述第一电极和所述第二电极之间流过之后,执行测量所述第一电流值的步骤。
在根据本发明的一个方面所述的测量方法中,所述第一电流值小于所述第二电流值。另外,在根据本发明的一个方面所述的测量方法中,所述校正值是所述第二电流值与所述第一电流值的比率。另外,在根据本发明的一个方面所述的测量方法中,所述样本是血液样本并且经受基于所述校正值进行的红细胞比容校正。
本发明的其他方面中的一个涉及一种测量样本中对象成分的浓度的测量设备,所述测量设备包括:
传感器,其包括叉指阵列电极和在所述叉指阵列电极上的试剂层,所述叉指阵列电极包括具有第一梳状齿部的第一电极和具有第二梳状齿部的第二电极,其中,所述第一梳状齿部和所述第二梳状齿部交替排列;
测量单元,其向所述第一电极和所述第二电极之间施加电压并且测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第一电流值和第二电流值;以及
控制单元,其基于第三电流值来计算所述样本中所述对象成分的浓度,基于所述第一电流值和所述第二电流值来计算校正值,并且基于所述校正值来校正所述样本中的所述对象成分的浓度。
另外,本发明还可以是使计算机、其他装置、机器等实现上述功能中的任一个的程序。另外,本发明还可以是记录有可由计算机等读取的此程序的记录介质。
[本发明的效果]
根据本发明的一个方面,在不单独设置Hct电极对的情况下减少Hct值对样本中对象成分的测量的影响是可行的。
附图说明
[图1]图1是示出根据实施例的生物传感器的一个示例的分解透视图。
[图2]图2是叉指阵列电极的平面图。
[图3]图3是示出根据实施例的测量设备的一个示例的透视图。
[图4]图4是根据实施例的测量设备的部分剖视图。
[图5]图5是根据实施例的测量设备的功能构造的图示。
[图6]图6是描绘电流值随时间推移的改变的曲线图。
[图7]图7是描绘电流值随时间推移的改变的曲线图。
[图8]图8是指示比率(15秒之后的电流值/1.2秒之后的电流值)的表格。
[图9]图9是指示比率(15秒之后的电流值/1.2秒之后的电流值)的表格。
[图10]图10是示出通过测量设备测量样本中对象成分的浓度的处理的一个示例的流程图。
具体实施方式
下文中,将参照附图描述本发明的实施例。以下给出的实施例是示例性的,本发明不限于以下实施例的构造。
图1是示出根据实施例的生物传感器1的一个示例的分解透视图。如图1中所示,生物传感器1包括基板2、分隔件3、覆盖件4和叉指阵列电极5。基板2、分隔件3和覆盖件4由以热塑性树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、玻璃、陶瓷、纸和其他等效材料为例的绝缘材料构成。热塑性树脂包括聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)和其他等效树脂。
通过使用以金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)和其他等效金属为例的金属导电材料,形成叉指阵列电极5。可将任何已知材料应用于基板2、分隔件3、覆盖件4和叉指阵列电极5。可适当地设置大小,即,基板2、分隔件3、覆盖件4和叉指阵列电极5的尺寸和厚度。
叉指阵列电极5形成在基板2的上表面上。未示出的试剂层形成在叉指阵列电极5的部分上,分隔件3被设置成覆盖基板2的部分和叉指阵列电极5的部分。覆盖件4设置在分隔件3上。分隔件3设置有凹口,通过凹口暴露叉指阵列电极5和试剂层的部分,覆盖件4还覆盖分隔件3的凹口的上部,从而在生物传感器1内部形成毛细管6。通过毛细管现象将样品引入毛细管6中,从而测量样本的浓度。
试剂层包含例如氧化还原酶和中介物(电子转移物质)。对应于待测量的样本(样品)的对象成分(指定物质)的类型,适当地选择氧化还原酶和中介物。待测量样本是包含以血液样本和其他等效样本为例的样本的红细胞。样本中的对象成分的示例是葡萄糖、乳酸、尿酸、酮体和其他等效成分。
氧化还原酶的示例是葡萄氧化镁(GOD)、葡萄脱氢酶(GDH)、乳酸氧化镁(LOD)、尿酸氧化酶(尿酸酶)和其他等效酶。固定氧化还原酶的方法可涉及采用各种已知方法,例如,利用通过将硅烷偶联剂引入聚合凝胶、聚丙烯酰胺和磷的高分子、以及磷脂聚合物而制作的MPC(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱),或者利用蛋白膜的方法。
中介物的示例可以是铁氰化钾(potassium ferricyanide)、对苯醌(p-benzoquinone)、吩嗪硫酸甲酯(phenazine methosulfate)、靛酚(indophenol)、其衍生物、β-萘酯-4-磺酸钾(β-naphthoquinone-4-sulfonic acid potassium)、甲基蓝(methyleneblue)、二茂铁(ferrocene)、其衍生物、锇络合物(osmium complex)、钌络合物(rutheniumcomplex)、NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸+)、NADP+(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)和吡咯喹啉醌(PQQ)。
图2是叉指阵列电极5的平面图。如图2中所示,叉指阵列电极5包括工作电极11和对向电极12。工作电极11是第一电极的一个示例,而对向电极12是第二电极的一个示例。工作电极11和对向电极12中的每个形成为叉指形状。具体地讲,工作电极11具有多个梳状齿部111,对向电极12具有多个梳状齿部121。叉指阵列电极5被构造成,使得多个梳状齿部111和多个梳状齿部121被排列成交替彼此相对。试剂层被固定到工作电极11。
工作电极11具有任意数量的梳状齿部111,并且对向电极12也具有任意数量的梳状齿部121。下述情况可以是足够的:工作电极11具有至少两个梳状齿部111,并且对向电极12具有至少一个梳状齿部121;或者可供选择地,工作电极11具有至少一个梳状齿部111,并且对向电极12具有至少两个梳状齿部121。优选地,例如,工作电极11可具有10至50个梳状齿部111,并且对向电极12也可具有10至50个梳状齿部121。工作电极11的梳状齿部111具有取任意值的宽度(W1)。例如,工作电极11的梳状齿部111的宽度(W1)可被设置成优选地5μm至50μm并且更优选地5μm至30μm。工作电极11的梳状齿部111具有取任意值的长度(L1)。例如,工作电极11的梳状齿部111的长度(L1)可被设置成0.1mm至2.0mm。
对向电极12的梳状齿部121具有取任意值的宽度(W2)。例如,对向电极12的梳状齿部121的宽度(W2)可被设置成10μm至30μm。对向电极12的梳状齿部121具有取任意值的长度(L2)。例如,对向电极12的梳状齿部121的长度(L2)可被设置成0.1mm至2.0mm。工作电极11的梳状齿部111和对向电极12的梳状齿部121之间的距离(D)取任意值。例如,工作电极11的梳状齿部111和对向电极12的梳状齿部121之间的距离(D)可被设置成优选地5μm至50μm并且更优选地5μm至30μm。
图3是示出根据实施例的测量设备21的一个示例的透视图。图4是示出根据实施例的测量设备21的部分剖视图。测量设备21使用生物传感器1通过电化学方法测量样本。测量设备21包括外壳22、显示面板23、操作按钮24、传感器插入端口25、装配部分26和连接器27。尽管省略了图示,但测量设备21具有安装有以CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)为例的电子组件的电路板,CPU、RAM和ROM是测量设备21执行预定操作(诸如,施加电压并且与外部执行通信)的基础。
如图4中所示,外壳22设置有显示面板23和多个操作按钮24。显示面板23在进行设置时显示测量结果和误差,并且还显示操作过程、操作状态和其他等效操作项。显示面板23是以液晶面板、等离子体显示面板和电致发光面板为例的显示装置。多个操作按钮24用于进行各种设置(诸如,设置测量条件并且输入应试者ID)和诸如开始和完成测量的操作。多个操作按钮24可涉及使用接触型触摸面板。显示面板23可与操作按钮24形成一体。
如图4中描绘的,生物传感器1被插入传感器插入端口25中并且被装配在装配部分26中,在此情况下,生物传感器1的叉指阵列电极5电连接到连接器27。当将样品引入毛细管6中时,向叉指阵列电极5施加电压。在向工作电极11和对向电极12之间施加电压时,通过氧化还原酶还原样本中的对象成分。换句话讲,从引入毛细管6中的样本中的对象成分提取电子。借助中介物将所提取的电子供应到工作电极11。供应到工作电极11的电子的电荷量被测得作为响应电流。
将描述测量设备21中配备的各个功能。图5是根据实施例的测量设备21的功能构造的图示。测量设备21包括通信单元31、电源单元32、测量单元33、存储单元34和控制单元35。
通信单元31与其他外部装置执行数据通信。例如,数据通信可利用例如无线通信装置(使用红外线的IrDA(红外数据协会)或使用2.4GHz频带的Bluetooth)。还可通过借助以USB(通用串行总线)为例的电缆将测量设备21连接到其他外部装置来执行有线数据通信。电源单元32供应用于启动测量设备21的电力。电源单元32可以是以按钮电池为例的主电池,并且还可以是二次重复可充电/可放电电池。
为了测量样本中对象成分的浓度,测量单元33向生物传感器1中设置的叉指阵列电极5的工作电极11和对向电极12之间施压电压,从而测量在工作电极11和对向电极12之间流过的电流的值。测量单元33控制例如电压施加时序、施加电压的值和其他等效项。
在自完成准备测量样本成分中对象成分的浓度起直到在显示面板23上显示测量结果为止的时间段期间,测量单元33测量电流至少两次。待第一次测量的电流被称为第一电流值,待第二次测量的电流被称为第二电流值。自施加电压起直到测量第一电流值为止的时间段被命名为第一测量时间,自施加电压起直到测量第二电流值为止的时间段被命名为第二测量时间。随后,将对第一电流值和第二电流值和第一测量时间和第二测量时间进行深入描述。
存储单元34存储作为各种算术运算的基础的程序、各种数据项和其他等效软件。存储单元34之前存储有代表电流值和样本中对象成分的浓度之间的对应关系的校准曲线数据,其中,使用在样本中对象成分的浓度已知的已知样本来获取电流值。校准曲线数据被作为例如数学表达式和对应表格存储在存储单元34中。
控制单元35参照基于测得的电流值的校准曲线,由此计算(测量)样本中对象成分的浓度。用于计算样本中对象成分的浓度的电流值可以是第一电流值,也可以是第二电流值,并且也可以是除了第一电流值和第二电流值的点外的电处的电流值(第三电流值)。第三电流值可以是在例如第一测量时间之前测得的,也可以是在第一测量时间和第二测量时间之间测得的,并且也可以是在第二测量时间之后测得的。控制单元35可基于第一电流值或第二电流来计算样本中对象成分的浓度。第三电流值被设置为第一电流值或第二电流值,在此情况下,这个设置具有减小电流测量计数的优点。
控制单元35基于第一电流值和第二电流值来计算校正值(校正系数)。校正值是第二电流值与第一电流值的比率(第二电流值/第一电流值),并且也是用于校正样本中对象成分的浓度的数据。控制单元35通过将第二电流值除以第一电流值来计算校正值。控制单元35基于校正值来校正样本中对象成分的浓度。
这里,将描述第二电流值与第一电流值的比率和Hct(红细胞比容)值之间的关系。图6和图7均是描绘通过在25℃(±1℃)的温度下施加+200mV电压的计时电流方法进行测量得到的电流值随时间推移的改变(时间过程)的曲线图。准备具有134mg/dL和335mg/dL的葡萄糖浓度的样本,并且针对各个样本,制作具有20%、42%和72%的Hct值的三种类型的样本。图6示出相对于134mg/dL的葡萄糖浓度的电流值随时间推移的改变,图7示出相对于335mg/dL的葡萄糖浓度的电流值随时间推移的改变。
使用2电极系统的电化学分析器进行图6和图7中的电流测量。工作电极(WE)和对向电极(CE)涉及使用基于金(Au)的叉指阵列电极5。
以下是均用于图6和图7中的电流测量的工作电极和对向电极的大小。
工作电极11的梳状齿部111的宽度(W1)/对向电极12的梳状齿部121的宽度(W2)/梳状齿部间距离(D)(梳状齿部111和梳状齿部121之间的距离)=30μm/30μm/30μm
工作电极11的梳状齿部111的长度(L1)/对向电极12的梳状齿部121的长度(L2)=1.4mm/1.4mm
工作电极11的梳状齿部111的数量是13个,并且对向电极12的梳状齿部121的数量是13个。
工作电极11的平面尺寸(当从平面上观察时)是0.546mm2,对向电极12的平面尺寸(当从平面上观察时)是0.546mm2
用于图6和图7中的电流测量的生物传感器1的毛细管6的容量是0.8μL。
通过将如下调节的试剂溶液施用到叉指阵列电极5上来形成其试剂层的生物传感器用于图6和图7中的电流测量。
·中介物(1M铁氰化钾):150mM
·保护试剂(30%的蔗糖):0.5%
·磷酸盐缓冲剂(pH 7.0):100mM
·酶:3U/芯片
·1.2%合成蒙脱石:0.3%
图6和图7描绘当Hct值是20%、42%和70%时的电流值。在通过将生物传感器1连接到连接器27来引入样本后的1秒之后,开始向叉指阵列电极5施加电压。如在施加电压后的15秒之后进行测量的图6和图7中所示,开始在施加电压之后葡萄糖浓度立即出现的表现出尖锐峰值的瞬态响应。换句话讲,在开始施加电压之后,立即有瞬态电流流过。如图6和图7中所示,根据Hct值,发现电流值的随时间推移(时间过程)的改变之间的差异。
当Hct值是20%时,发现在瞬态响应后电流值减小之后,电流值没有大改变,电流指示大致固定值。当Hct值是42%和70%时,在瞬态响应之后,电流值减小,然后在表现出负峰值之后缓缓上升,此后保持稳定在大致固定值。电流值的随时间推移的改变指示相对于134mg/dL的葡萄糖浓度和335mg/dL的葡萄糖浓度具有相同趋势。Hct值越高,在瞬态响应之后造成的电流下降越大。因此,电流值的随时间推移的改变的趋势取决于Hct值,与葡萄糖浓度无关。因此,使用电流值的随时间推移的改变来计算校正系数,从而使得能够估计Hct值并且能够校正葡萄糖浓度。
在开始施加电压后的1.2秒之后,测量第一电流值,并且在开始施加电压后的15秒之后,测量第二电流值。在这种情况下,第一测量时间是1.2秒,并且第二测量时间是15秒。使用校准曲线,基于在施加电压后的15秒之后测量的第二电流值,计算葡萄糖浓度,此后进行下述的Hct校正,并且测量最终的葡萄糖浓度。图8和图9是均指示第二电流值与第一电流值的比率的表格。在图8和图9中,当Hct值是20%、42%和70%时测量电流值5次。(15秒之后测量的)第二电流值与(1.2秒之后测量的)第一电流值的比率在下文中将被称为比率(15秒之后的电流值/1.2秒之后的电流值)。如图8和图9中所示,比率(15秒之后的电流值/1.2秒之后的电流值)对应于葡萄糖浓度大小而有所不同,但是随着Hct值增大而升高。尽管根据Hct值而出现一些变化,但(1.2秒之后测量的)第一电流值完全小于(15秒之后测量的)第二电流值。因此,基于两个测量点处的电流值之间的比率来计算校正值,并且基于计算出的校正值,用如图8和图9中描绘的对应表格计算Hct值是可行的。注意的是,使用以上给出的讨论中的校正值来进行Hct校正,然而,也可通过用比率(15秒之后的电流值/1.2秒之后的电流值)计算Hct浓度,使用这个Hct浓度来校正葡萄糖浓度。
基于Hct值校正葡萄糖浓度的方法可涉及采用各种方法,例如,使用校正表、校准曲线数据和其他等效信息的方法。以上给出的讨论已经描述了葡萄糖样本中对象成分的情况,然而,本发明不限于作为样本中对象成分的葡萄糖。例如,当样本中对象成分是葡萄糖、乳酸、尿酸、酮体和其他等效成分时,基于两个时间点处的电流值之间的比率来计算校正值,并且可以基于计算出的校正值用对应表格计算Hct值。基于Hct值来校正乳酸、尿酸、酮体和其他等效成分的浓度的方法可涉及采用各种已知方法,例如,使用校正表、校准曲线数据和其他等效信息的方法。
在上述实施例中,在引入样本后的1秒之后,开始施加电压;在施加电压后的1.2秒之后,测量第一电流值;在施加电压后的15秒之后,测量第二电流值;然而,可对应于自引入样本之后起直到施加电压为止花费的时间段,适当地确定测量时间。例如,在向叉指阵列电极5施加电压之后,可将下述值之任一,即,0.1秒、0.2秒、0.3秒、0.4秒、0.5秒、0.6秒、0.7秒、0.8秒、0.9秒、1.0秒、1.1秒、1.2秒、1.3秒、1.4秒、1.5秒、1.6秒、1.7秒、1.8秒、1.9秒和2.0秒,设置为第一测量时间。可将通过将第一测量时间加上0.1秒而给出的值设置为第二测量时间。在向叉指阵列电极5施加电压之后,可将下述值之任一,即,1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、10秒、15秒、20秒、30秒、40秒、50秒、1分、1分30秒、2分、2分30秒、3分、3分30秒、4分、4分30秒和5分,设置为第二测量时间。
注意的是,为了增强测量准确性,期望在瞬态响应之后测量第一电流值,并且更优选的是测量在瞬态电流之后指示最小电流值的点处的电流值。可就在测量第一电流值之后的任何时间测量第二电流值;然而,合适的是测量在电流值缓慢上升之后出现的稳定电流值作为第二电流值,因为为了增强测量准确性,优选的是第一电流值和第二电流值之间的差异大。施加电压的开始时间可以不是引入样本后的1秒之后,施加电压可在引入样本之后立即开始并且还可在引入样本后的1秒或更长的间隔处开始。
存储单元34之前存储对应的表格(在下文中将被命名为Hct对应表格),该表格包含使用对象成分的浓度已经已知的这种样本而获取的校正值和通过将这些值彼此关联的Hct值。控制单元35基于校正值,从Hct对应表格计算(提取)Hct值。控制单元35基于Hct值来校正样本中对象成分的浓度。控制单元35在显示面板23上显示在被校正之后样本中对象成分的浓度(校正后浓度)。
测量单元33可在自开始施加电压之后起直到过去第一预定时间为止的时间段期间多次测量在工作电极11和对向电极12之间流过的电流的值作为第一电流值。可将任何时间段设置为第一预定时间。也可将与第一测量时间相同的值设置为第一预定时间。测量单元33可在自过去第一预定时间起直到过去第二预定时间为止的时间段期间多次测量在工作电极11和对向电极12之间流过的电流的值作为第二电流值。可将任何时间段设置为第二预定时间。也可将与第二测量时间相同的值设置为第二预定时间。控制单元35可基于自开始施加电压起直到过去第一预定时间为止的时间段期间测量的多个第一电流值和自过去第一预定时间起直到过去第二预定时间为止的时间段期间测量的多个第二电流值来计算多个校正值。控制单元35执行对多个校正值求平均的算术运算,并且可基于平均校正值来校正样本中对象成分的浓度。
图10是示出通过测量设备21测量对象成分的浓度的处理的一个示例的流程图。例如,通过控制单元35在操作测量设备21的操作按钮24时接受测量对象成分的浓度的开始处理的事件,触发图10中示出的流动开始。为了给出另一个示例,可通过控制单元35在生物传感器1装配到测量设备21时检测生物传感器1的装配的事件,触发图10中示出的流动开始。
在步骤S101中,测量单元33向叉指阵列电极5的工作电极11和对向电极12之间施加电压。对应于样本中对象成分的类型,适当地设置所施加电压。在步骤S102中,测量单元33测量在工作电极11和对向电极12之间流过的电流的第一电流值。测量单元33将第一电流值存储在存储单元34中。在步骤S103中,测量单元33测量在工作电极11和对向电极12之间流过的电流的第二电流值。测量单元33将第二电流值存储在存储单元304中。
在步骤S104中,控制单元35基于第一电流值或第二电流值,计算样本中对象成分的浓度。在步骤S105中,控制单元35基于第一电流值和第二电流值来计算校正值。在步骤S106中,控制单元35校正样本中对象成分的浓度。控制单元35将样本中对象成分的校正后浓度存储在存储单元34中。控制单元35在显示面板23上显示测量结果(样本中对象成分的校正后浓度)。当测量中出现误差时,控制单元35在显示面板23上显示误差(误差消息)。控制单元35可对应于操作按钮上的操作,在显示面板23上显示测量结果。
根据实施例,为生物传感器1设置用于测量Hct值的电极对不是基础性的。因此,通过至少两个电极减少Hct值对样本中对象成分的影响是可行的。生物传感器1没有单独设置用于测量Hct值的电极对,因此抑制了测量设备21的连接器计数的增大。因此,可以在不增加测量设备21的连接器计数的情况下减少Hct值对样本中对象成分的影响,由此导致测量设备21的成本减小。测量设备21的连接器计数并没有增大,因此用设备的简单构造减少Hct值对样本中对象成分的影响是可行的。根据实施例,可以在20%至70%的Hct值范围内满足ISO15197:2013标准(42%的Hct值的±10%)。
<<与计算机可读介质相关的描述>>
上述实施例的功能中的任一个可被编码并且存储在计算机可读介质的存储区中。在这种情况下,用于实现功能的程序可被提供到计算机,或者借助计算机可读介质被提供到并入机器或设备中的计算机。可通过使计算机或并入机器或设备中的计算机从计算机可读介质的存储区读取程序并且执行程序来实现功能。
这里,计算机可读介质指代采用电、磁、光、化学、物理、或机械动作来积累信息诸如程序和数据并且在允许其被读入计算机的条件下保持信息的记录介质。软盘、磁-光盘、CD-ROM、CD-R/W、DVD、DAT、8 mm带、存储卡等可被引用作为可附连和脱离计算机的记录介质的示例。另外,硬盘、ROM等可被引用作为固定于计算机的记录介质。
[对参考标号和符号的描述]
1 生物传感器
2 基板
3 分隔件
4 覆盖件
5 叉指阵列电极
6 毛细管
11 工作电极
12 对向电极
111 梳状齿部
121 梳状齿部
21 测量设备
22 外壳
23 显示面板
24 操作按钮
25 传感器插入端口
26 装配部分
27 连接器
31 通信单元
32 电源单元
33 测量单元
34 存储单元
35 控制单元

Claims (13)

1.一种使用传感器来测量样本中的对象成分的浓度的测量方法,所述传感器包括叉指阵列电极和在所述叉指阵列电极上的试剂层,所述叉指阵列电极包括具有第一梳状齿部的第一电极和具有第二梳状齿部的第二电极,其中,所述第一梳状齿部和所述第二梳状齿部交替排列,所述测量方法包括:
向所述第一电极和所述第二电极之间施加固定的电压的步骤;
在施加了所述固定的电压的状态下,测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第一电流值,然后,测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第二电流值的步骤;
基于第三电流值来计算所述样本中的所述对象成分的浓度的步骤;
基于所述第一电流值和所述第二电流值来计算校正值的步骤;以及
基于所述校正值来校正所述样本中的所述对象成分的浓度的步骤。
2.根据权利要求1所述的测量方法,其中,
所述第三电流值是所述第一电流值或所述第二电流值。
3.根据权利要求1或2所述的测量方法,其中,
在瞬态电流在所述第一电极和所述第二电极之间流过之后,执行测量所述第一电流值的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的测量方法,其中,
所述第一电流值小于所述第二电流值。
5.根据权利要求1或2所述的测量方法,其中,
所述校正值是所述第二电流值与所述第一电流值的比率。
6.根据权利要求1或2所述的测量方法,其中,
所述样本是血液样本,并且经受基于所述校正值的红细胞比容校正。
7.一种测量样本中的对象成分的浓度的测量设备,所述测量设备包括:
传感器,其包括叉指阵列电极和在所述叉指阵列电极上的试剂层,所述叉指阵列电极包括具有第一梳状齿部的第一电极和具有第二梳状齿部的第二电极,其中,所述第一梳状齿部和所述第二梳状齿部交替排列;
测量单元,其向所述第一电极和所述第二电极之间施加固定的电压,并且在施加了所述固定的电压的状态下,测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第一电流值,然后,测量第二电流值;
控制单元,其基于第三电流值来计算所述样本中的所述对象成分的浓度,基于所述第一电流值和所述第二电流值来计算校正值,并且基于所述校正值来校正所述样本中的所述对象成分的浓度。
8.根据权利要求7所述的测量设备,其中,
所述第三电流值是所述第一电流值或所述第二电流值。
9.根据权利要求7或8所述的测量设备,其中,
在瞬态电流在所述第一电极和所述第二电极之间流过之后,测量所述第一电流值。
10.根据权利要求7或8所述的测量设备,其中,
所述第一电流值小于所述第二电流值。
11.根据权利要求7或8所述的测量设备,其中,
所述校正值是所述第二电流值与所述第一电流值的比率。
12.根据权利要求7或8所述的测量设备,其中,
所述样本是血液样本,并且经受基于所述校正值的红细胞比容校正。
13.一种存储测量程序的计算机可读介质,所述测量程序致使测量设备执行以下步骤,所述测量设备使用传感器来测量样本中的对象成分的浓度,所述传感器包括叉指阵列电极和在所述叉指阵列电极上的试剂层,所述叉指阵列电极包括具有第一梳状齿部的第一电极和具有第二梳状齿部的第二电极,其中,所述第一梳状齿部和所述第二梳状齿部交替排列,所述步骤包括:
向所述第一电极和所述第二电极之间施加固定的电压的步骤;
在施加了所述固定的电压的状态下,测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第一电流值,然后,测量在所述第一电极和所述第二电极之间流过的电流的第二电流值的步骤;
基于第三电流值来计算所述样本中的所述对象成分的浓度的步骤;
基于所述第一电流值和所述第二电流值来计算校正值的步骤;以及
基于所述校正值来校正所述样本中的所述对象成分的浓度的步骤。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113008951B (zh) * 2019-12-20 2024-04-19 利多(香港)有限公司 一种生物传感器及其在检测血液样品凝血指标中的应用
JP2022069317A (ja) 2020-10-23 2022-05-11 トライポッド・デザイン株式会社 装置、センサ、センシング方法、センサシステム、及び発電方法
CN115667903A (zh) * 2020-12-21 2023-01-31 富士设计科技有限公司 测量装置及测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101929977A (zh) * 2010-08-31 2010-12-29 刘丹 酶生物电化学传感芯片及其制备和使用方法
CN103096793A (zh) * 2010-09-13 2013-05-08 生命扫描苏格兰有限公司 具有血细胞比容补偿的分析物测量方法和系统
CN103293214A (zh) * 2008-01-17 2013-09-11 生命扫描有限公司 测量样品中分析物的系统和方法
CN103901092A (zh) * 2004-05-14 2014-07-02 拜尔健康护理有限责任公司 检测生物分析物的伏安测量系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3849799A (en) * 1998-05-20 1999-12-06 Arkray, Inc. Method and apparatus for electrochemical measurement using statistical technique
US6475372B1 (en) * 2000-02-02 2002-11-05 Lifescan, Inc. Electrochemical methods and devices for use in the determination of hematocrit corrected analyte concentrations
US20030116447A1 (en) * 2001-11-16 2003-06-26 Surridge Nigel A. Electrodes, methods, apparatuses comprising micro-electrode arrays
JP4458802B2 (ja) * 2003-10-02 2010-04-28 パナソニック株式会社 血液中のグルコースの測定方法およびそれに用いるセンサ
JP4449431B2 (ja) * 2003-11-19 2010-04-14 パナソニック株式会社 基質濃度の測定方法
RU2606769C2 (ru) * 2009-09-04 2017-01-10 Лайфскэн Скотлэнд Лимитед Способ и система измерения уровня глюкозы
JP5350960B2 (ja) * 2009-09-30 2013-11-27 アークレイ株式会社 赤血球含有試料における目的成分の測定方法
CN102954991B (zh) * 2011-08-19 2015-06-24 台达电子工业股份有限公司 生物感测器及生物感测方法
CN103946702A (zh) * 2011-11-18 2014-07-23 株式会社村田制作所 血球压积值的测量方法、使用了该测量方法的定量分析方法以及传感器芯片
US20150362501A1 (en) * 2013-01-17 2015-12-17 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Biosensor and process for producing same
WO2015020149A1 (ja) * 2013-08-07 2015-02-12 アークレイ株式会社 電気化学式バイオセンサを用いた物質の測定方法及び測定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103901092A (zh) * 2004-05-14 2014-07-02 拜尔健康护理有限责任公司 检测生物分析物的伏安测量系统
CN103293214A (zh) * 2008-01-17 2013-09-11 生命扫描有限公司 测量样品中分析物的系统和方法
CN101929977A (zh) * 2010-08-31 2010-12-29 刘丹 酶生物电化学传感芯片及其制备和使用方法
CN103096793A (zh) * 2010-09-13 2013-05-08 生命扫描苏格兰有限公司 具有血细胞比容补偿的分析物测量方法和系统

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