CN110082418B

CN110082418B - 一种尿酸电化学测量方法

Info

Publication number: CN110082418B
Application number: CN201910446567.4A
Authority: CN
Inventors: 吕国文; 蔡晓华
Original assignee: Sinocare Inc
Current assignee: Sinocare Inc
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: CN110082418A

Abstract

本申请公开的尿酸电化学测量方法，与现有技术相比，包括：获取包含尿酸氧化酶的工作电极的电流信号I_w；获取包含抗坏血酸氧化酶的背景电极的电流信号I_B；输入电流信号I_w和电流信号I_B至数据处理模块；所述数据处理模块用于对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正处理，并输出校正后表征尿酸浓度的工作电极电流信号I_c‑w。本申请提供的尿酸电化学测量方法，相较于现有技术而言，其能够消除还原性干扰物的影响，显著提高尿酸检测的准确性。

Description

一种尿酸电化学测量方法

技术领域

本申请涉及电化学测量技术领域，更具体地说，尤其涉及一种尿酸电化学测量方法。

背景技术

在医疗体外诊断(IVD)领域，尤其在及时检测(POCT)领域，基于电化学方法在检测体液(血液或者尿液)中生物分子有着重要的应用，其中尿酸(UA)是人体内嘌呤代谢的最终产物，尿酸浓度的异常有可能引起以下疾病：痛风、高尿酸血症以及Lesch–Nyhan综合症，此外，尿酸作为还原剂可以消耗氧自由基，防止它们对组织和细胞的破坏行为。

现有技术中，基于电化学方法进行尿酸的检测过程中，由于抗坏血酸具有较强的还原性，且与尿酸的氧化电位接近，造成电化学尿酸测试条测量过程中会受到还原性干扰物的影响，其中以抗坏血酸的干扰程度最大，极大程度上影响了尿酸检测结果的准确性。

因此，如何提供一种尿酸电化学测量方法，其能够消除还原性干扰物的影响，提高尿酸检测的准确性，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种尿酸电化学测量方法，其能够消除还原性干扰物的影响，提高尿酸检测的准确性。

本申请提供的技术方案如下：

本申请提供一种尿酸电化学测量方法，包括：获取包含尿酸氧化酶的工作电极的电流信号I_w；获取包含抗坏血酸氧化酶的背景电极的电流信号I_B；输入电流信号I_w和电流信号I_B至数据处理模块；所述数据处理模块用于对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正处理，并输出校正后表征尿酸浓度的工作电极电流信号I_c-w。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述数据处理模块用于对电流信号I_B和电流信号I_w进行数据校正处理具体为：通过背景电极电流信号I_B对工作电极电流信号I_w进行补偿校正，背景电极电流信号与工作电极电流信号的补偿校正关系为：I_c-w=I_w+f*I_B，其中，f为校正因子。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，校正因子f的获取方式为：

配制（n*m）个尿酸测试样本：制备有n种不同尿酸浓度的样本，每种尿酸浓度的样本中均加入m种不同抗坏血酸浓度的干扰物，每个样本中，尿酸浓度不同，抗坏血酸浓度也不相同；

常温常湿条件下采用电化学测试条和测量仪分别对每个样本进行测试，采集工作电极信号和背景电极信号，得到信号I_w1-1、I_w1-2、I_w1-3... I_w1-m； I_w2-1、I_w2-2、I_w2-3…I_w2-m；I_wn-1、I_wn-2、I_wn-3…、I_wn-m；和I_B1-1、I_B1-2、I_B1-3...I_B1-m； I_B2-1、I_B2-2、I_B2-3…I_B2-m；I_Bn-1、I_Bn-2、I_Bn-3…I_Bn-m；其中I_w1-1～I_wn-1、及I_B1-1～I_Bn-1这n个系列样本中，加入的抗坏血酸干扰物浓度为0；

获取样本的工作电极信号的平均值I_w1、I_w2、I_w3……I_wn；获取背景电极信号的平均值I_B1、I_B2、I_B3……I_Bn；

计算比例系数f_n：f₁=(I_w1-1-I_w1)/I_B1；f₂=(I_w2-1-I_w2)/I_B2…fn=(I_wn-1-I_wn)/I_Bn，可获取n个比例系数；

根据I_w1、I_w2、I_w3… I_wn和f₁、f₂、f₃…f_n拟合出校正因子的函数关系：

f=f(I_w) 。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，获取工作电极电流信号平均值具体为：I_wn=( I_wn-1+ I_wn-2+I_wn-3+……+ I_wn-m)/m。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，获取背景工作电极电流信号平均值具体为：I_Bn=( I_Bn-1+ I_Bn-2+I_Bn-3+……+ I_Bn-m)/m。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，获取工作电极电流信号平均值具体为：I_wn=( I_wn-2+ I_Wn-3+I_wn-4+……+ I_wn-m)/(m-1)。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，获取背景电极电流信号平均值具体为：I_Bn=( I_Bn-2+ I_Bn-3+I_Bn-4+……+ I_Bn-m)/(m-1)。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，根据I_w1、I_w2、I_w3… I_wn和f₁、f₂、f₃…f_n拟合出校正因子的函数关系f=f(I_w) 具体为：以n个数组（I_w1，f₁）、（I_w2，f₂）……（I_wn，f_n）在坐标系上拟合函数，根据拟合函数的相关系数来确定的函数次数。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，拟合函数的次数为一次函数、二次函数或三次函数。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，n具体为6~36；m具体为6~36。

本发明提供的一种尿酸电化学测量方法，与现有技术相比，包括：获取包含尿酸氧化酶的工作电极的电流信号I_w；获取包含抗坏血酸氧化酶的背景电极的电流信号I_B；输入电流信号I_w和电流信号I_B至数据处理模块；所述数据处理模块用于对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正处理，并输出校正后表征尿酸浓度的工作电极电流信号I_c-w。其中，数据处理模块可对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正，校正工作电极电流信号I_c-w，工作电极电流信号I_c-w可用于表征检测样本中的尿酸浓度，相较于现有技术而言，本申请涉及的尿酸电化学测量方法，其能够消除还原性干扰物的影响，提高尿酸检测的准确性。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例提供的尿酸电化学测量方法，包括：获取包含尿酸氧化酶的工作电极的电流信号I_w；获取包含抗坏血酸氧化酶的背景电极的电流信号I_B；输入电流信号I_w和电流信号I_B至数据处理模块；所述数据处理模块用于对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正处理，并输出校正后表征尿酸浓度的工作电极电流信号I_c-w。

本发明实施例提供一种尿酸电化学测量方法，与现有技术相比，包括：获取包含尿酸氧化酶的工作电极的电流信号I_w；获取包含抗坏血酸氧化酶的背景电极的电流信号I_B；输入电流信号I_w和电流信号I_B至数据处理模块；所述数据处理模块用于对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正处理，并输出校正后表征尿酸浓度的工作电极电流信号I_c-w。其中，数据处理模块可对电流信号I_w和电流信号I_B进行数据补偿校正，校正工作电极电流信号I_c-w，工作电极电流信号I_c-w可用于表征检测样本中的尿酸浓度，相较于现有技术而言，本申请涉及的尿酸电化学测量方法，其能够消除还原性干扰物的影响，提高尿酸检测的准确性。

具体地，在本发明实施例中，所述数据处理模块用于对电流信号I_B和电流信号I_w进行数据校正处理具体为：通过背景电极电流信号I_B对工作电极电流信号I_w进行补偿校正，背景电极电流信号与工作电极电流信号的补偿校正关系为：I_c-w=I_w+f*I_B，其中，f为校正因子。

具体地，在本发明实施例中，校正因子f的获取方式为：

配制（n*m）个尿酸测试样本：制备有n种不同尿酸浓度的样本，每种尿酸浓度的样本中均加入m种不同抗坏血酸浓度的干扰物，；

常温常湿条件下采用电化学测试条和测量仪分别对每个样本进行测试，采集工作电极信号和背景电极信号，得到信号I_w1-1、I_w1-2、I_w1-3... I_w1-m； I_w2-1、I_w2-2、I_w2-3…I_w2-m；I_wn-1、I_wn-2、I_wn-3…I_wn-m；和I_B1-1、I_B1-2、I_B1-3...I_B1-m； I_B2-1、I_B2-2、I_B2-3…I_B2-m；I_Bn-1、I_Bn-2、I_Bn-3…I_Bn-m；其中I_w1-1～I_wn-1及I_B1-1～I_Bn-1这n个系列样本中，加入的抗坏血酸干扰物浓度为0；

计算比例系数f_n：f₁=(I_w1-1-I_w1)/I_B1；f₂=(I_w2-1-I_w2)/I_B2……f_n=(I_wn-1-I_wn)/I_Bn，可获取n个比例系数；

f=f(I_w) 。

具体地，在本发明实施例中，获取工作电极电流信号平均值具体为：I_wn=( I_wn-1+I_wn-2+I_wn-3+……+ I_wn-m)/m。

具体地，在本发明实施例中，获取背景工作电极电流信号平均值具体为：I_Bn=(I_Bn-1+ I_Bn-2+I_Bn-3+……+ I_Bn-m)/m。

具体地，在本发明实施例中，获取工作电极电流信号平均值具体为：I_wn=( I_wn-2+I_Wn-3+I_wn-4+……+ I_wn-m)/(m-1)。

具体地，在本发明实施例中，获取背景电极电流信号平均值具体为：I_Bn=( I_Bn-2+I_Bn-3+I_Bn-4+……+ I_Bn-m)/(m-1)。

具体地，在本发明实施例中，根据I_w1、I_w2、I_w3… I_wn和f₁、f₂、f₃…f_n拟合出校正因子的函数关系f=f(I_w) 具体为：以n个数组（I_w1，f₁）、（I_w2，f₂）……（I_wn，f_n）在坐标系上拟合函数，根据拟合函数的相关系数来确定的函数次数。

具体地，在本发明实施例中，拟合函数的次数为一次函数、二次函数或三次函数。

具体地，在本发明实施例中，n具体为6~36；m具体为6~36。

更为详细地阐述，在本发明是实施例中，将结合具体地操作方式进行关于本申请实施例提供的尿酸电化学测量方法的应用与说明，其中消除抗坏血酸用AA进行表示。

首先做两种试条，一种试条不加抗坏血酸氧化酶，即不进行干扰补偿；另一种加抗坏血酸氧化酶来对干扰进行补偿。

以正常人的血液为基质配置不同浓度的尿酸血样（C1、C2、C3、C4、C5），即5种尿酸浓度的样本（n=5），然后在每个尿酸血样中分别加入AA干扰浓度0、2、3mg/dL（即3种不同浓度的AA干扰物，m=3），这样制作15种样本。

在常温常湿条件下采用电化学测试条和测量仪进行测试，15个样本中每个样本测试6次（测试6只试条），得到工作电极电流信号和背景电极电流信号。

测试数据分别如下：

测试条中不加抗坏血酸氧化酶时：每个样本的6次测试结果取平均值作为最终结果。

表1：测试条中不加抗坏血酸氧化酶时工作电极信号数据

测试条中加抗坏血酸氧化酶来对干扰进行补偿时，同样取6个测试值的平均值为最终结果：

表2：测试条中加抗坏血酸氧化酶时工作电极信号数据

表3：加抗坏血酸氧化酶时背景电极信号数据

根据表2和表3中电流信号平均值计算I_wn、 I_Bn、f_n，结果如下：

计算式为f_n=(I_wn-1-I_wn)/I_Bn。

表4. 电流信号数据处理

根据表4中I_wn和f_n对应的数组进行曲线拟合得到函数：y= 1E-05x3 - 0.0027x2 +0.2166x - 5.3263函数中，y即为f值，x即为I_W值。

两种试条抗干扰结果比较：

第一种试条，未进行干扰补偿时：

表5. 未进行干扰补偿时AA干扰情况（对照电流即为AA浓度为0的电流值）

第二种试条：进行干扰校正后（补偿后电流I_c-w=I_w+f*I_B，其中将I_w代入拟合的函数中计算得出f值）：

表6. 进行干扰补偿校正后AA干扰情况（对照电流即AA浓度为0的电流值）

Claims

1.一种尿酸电化学测量方法，其特征在于，包括：

获取包含尿酸氧化酶的工作电极的电流信号Iw；

获取包含抗坏血酸氧化酶的背景电极的电流信号IB；

输入电流信号Iw和电流信号IB至数据处理模块；

所述数据处理模块用于对电流信号Iw和电流信号IB进行数据补偿校正处理，通过背景电极电流信号IB对工作电极电流信号Iw进行补偿校正，背景电极电流信号与工作电极电流信号的补偿校正关系为：Ic-w=Iw+f*IB，其中，f为校正因子，并输出校正后表征尿酸浓度的工作电极电流信号Ic-w；

其中，校正因子f的获取方式为：

配制（n*m）个尿酸测试样本：制备有n种不同尿酸浓度的样本，每种尿酸浓度的样本中分别加入m种不同抗坏血酸浓度的干扰物；

常温常湿条件下采用电化学测试条和测量仪分别对每个样本进行测试，采集工作电极信号和背景电极信号，得到信号Iw1-1、Iw1-2、Iw1-3... Iw1-m； Iw2-1、Iw2-2、Iw2-3…Iw2-m；Iwn-1、Iwn-2、Iwn-3…Iwn-m；和IB1-1、IB1-2、IB1-3...IB1-m； IB2-1、IB2-2、IB2-3…IB2-m；IBn-1、IBn-2、IBn-3…IBn-m；其中Iw1-1～Iwn-1、及IB1-1～IBn-1这n个系列样本中，加入的抗坏血酸干扰物浓度为0；

获取样本的工作电极信号的平均值Iw1、Iw2、Iw3……Iwn，获取背景电极信号的平均值IB1、IB2、IB3……IBn，具体为：Iwn=( Iwn-1+ Iwn-2+Iwn-3+……+ Iwn-m)/m，IBn=( IBn-1+ IBn-2+IBn-3+……+ IBn-m)/m，或，Iwn=( Iwn-2+ Iwn-3+Iwn-4+……+ Iwn-m)/(m-1)，IBn=( IBn-2+ IBn-3+IBn-4+……+ IBn-m)/(m-1)；

计算比例系数fn：f1=(Iw1-1-Iw1)/IB1；f2=(Iw2-1-Iw2)/IB2……fn=(Iwn-1-Iwn)/IBn，可获取n个比例系数；

根据Iw1、Iw2、Iw3… Iwn和f1、f2、f3…fn拟合出校正因子的函数关系：

f=f(Iw) 。

2.根据权利要求1所述的尿酸电化学测量方法，其特征在于，根据I_w1、I_w2、I_w3… I_wn和f₁、f₂、f₃…f_n拟合出校正因子的函数关系f=f(I_w) 具体为：以n个数组（I_w1，f₁）、（I_w2，f₂）……（I_wn，f_n）在坐标系上拟合函数，根据拟合函数的相关系数来确定的函数次数。

3.根据权利要求2所述的尿酸电化学测量方法，其特征在于，拟合函数的次数为一次函数、二次函数或三次函数。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的尿酸电化学测量方法，其特征在于，n的数值具体选取为6~36；m的数值具体选取为6~36。