CN1224164A - 与另一种物质共存的物质测定方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种测量方法,该测量方法用于根据用样本测量得到的物理性质值来测定样本中物质的含量,其中该测定受到样本中另一种与目标物质共存的物质的影响,其特征在于:用含已知含量Ht共存物质的样本测得的物理性质值根据一校正表校正为用作为共存物质的含量Ht的标准含量值Hts计算得到的物理性质值Vc,该校正表表示了共存物质的含量Ht与对目标物质各自的基准含量来说的前述物理性质的给定值V之间的关系。该测量方法以高精确度瞬时测定物质含量,可以不用因共存物质的影响而准备校准曲线。

Description

与另一种物质共存的物质测定方法和装置
本发明涉及用于测定样本中物质成分的方法和装置，其中另一种共存物质可能对测量有影响。更具体地说，本发明涉及医学领域中用于方便快速测定血糖的方法和装置。
由于其中含有的另一种物质的影响，准确地测定样本中的物质成分通常是不可能的。一个例子就是血糖测定系统，其中一种无水试剂与血液或样本反应，这被称为无水化学(dry chemistry)。在急症中以及在医学检查之前所进行的血液分析中，无水化学是普遍使用的用于测定血糖的方法，有时是由患者自己进行的，这是因为它不需要液体试剂，也无需昂贵的设备即可实施，而液体试剂要求专业技术进行操作、制备或处理。
在以前的技术中，反射比测定技术和固定化酶电极技术是已知的利用无水化学的血糖测定系统。反射比测定技术的组成是这样的：使固着有一种显色试剂的试验条与样本反应，反应引起颜色改变。测量该颜色改变，为从光源发出的光线的反射比。
固定化酶电极技术使用其上排列有电极的试验条，用来测定血糖。该技术的原理是这样的：葡萄糖氧化酶(GOD)和作为一种电子载体的铁氰化钾，被固着或固定在电极上。GOD氧化血中葡萄糖为葡糖酸，与此同时，赋予电子给铁氰离子，后者然后转变为亚铁氰离子。若在两电极之间加一电压，亚铁氰离子向阳极释放电子并变回铁氰离子，同时产生电流。测量该电流的强度。为了测定乳酸而不是葡萄糖，在试验条上固定乳酸氧化酶(LOD)，代替GOD。电子载体不限于铁氰离子。也可以是二茂铁。
不过无论是哪一种技术，测量都受固体物质量的影响(在血糖测定的情况下，主要是红细胞)，这是因为样本中的测定对象是液体成分(在血糖测定的情况下，主要是血清)。也就是说，在反射比测定技术中，随着固体物质的增加，液体成分的相对量减少了，减慢了溶解速率和显色。在固定化酶电极技术中，固体物质粘附在电极上，减少了电极的有效面积。因此在两种以前的技术中，由于固体物质的增加，根据测量结果计算出来的物质含量都明显低于真实值。对该问题的一个可能的解决办法是制备一个校准曲线，该曲线使固体含量与测量结果联系起来，根据校准曲线校正测量结果。
不过，固体含量与测量结果之间的相关性因目标物质的真实含量而异，不能被用来进行初级回归、次级回归或多元分析。而且将其贮藏在装置中也是不可能的。在基于无水化学的测定系统中，共存物质的影响在测量装置中是不能被自动消除的。
本发明的目的之一是提供一种可自动抵消共存物质对测量结果的影响的测量方法和装置。
为了达到前述目的，本发明提供了一种根据用样本测得的物理性质值测定样本中物质含量的测量方法，其中该测定受到样本中另一种与目标物质共存的物质的影响，其特征在于：
用含有已知含量Ht共存物质的样本测得的物理性质值根据一校正表校正为用作为共存物质的含量Ht的标准含量值Hts计算得到的物理性质值Vc，该校正表表示了共存物质的含量Ht与对目标物质各自的基准或基本含量来说的前述物理性质的给定值V之间的关系。
这种测量方法所用样本中，共存物质的含量Ht是已知的含量Htk。一个例子是血液。在共存物质的含量Ht不是已知的情况下，应当预先用某种适当的方法或装置测定。共存物质的含量、如血细胞比容-红细胞在全血中的容量百分比-如果是样本来源所特有的，测定不得不只能在最初阶段进行，因为最初的测定值能被用在后面的步骤中。
使用该样本测定前述物理性质。该物理性质是不限定的，只要它随样本中目标物质的含量而改变均可适用。可被利用的物理性质不限于原始样本本身的固有性质，如透光率，也包括非固有性质，如样本与显色试剂反应后的光反射比，样本与氧化还原试剂反应后产生与测量到的电流和电压，等等。为简化起见，物理性质的测量值被理解为由Vm代表。而且，前述校正表被认为是准备好了的。至于校正表中共存物质的含量Ht与物理性质的给定值V之间的关系，可以这样确定：用目标物质与共存物质的已知含量测定各种样本的前述物理性质。如此得到的物理性质值列为表中的物理性质给定值。为简化起见，共存物质的含量Ht与物理性质的给定值V被理解为彼此相关，物理性质的给定值列在校正表中目标物质的每一含量G行和共存物质的每一含量Ht列中。在该校正表中，目标物质的已知量G是一参数。排列方向是不限定的。
下一步中，将测量值Vm校正为用作为共存物质的含量Ht的标准值Hts计算得到的物理性质值，通常以这种方式进行。第一步在共存物质已知的含量值Hts下，根据校正表中数据的比例分配计算出最接近物理性质测量值Vm的两个物理性质值V，在上一行中找到一个值，在下一行中找到另一个值。从这两个值V，在测量值Vm行中找到共存物质的含量标准值Hts下的V值。然后，用校准曲线在标准含量Hts下可以从找到的V值导出目标物质的含量。但是在校准曲线的线性较差的情况下，预先准备一张主表，表中表示出物理性质值V与相应的目标物质含量之间的关系。根据这张主表，可以导出目标物质的含量。如上所述，根据校正表先将测量值Vm校正为在标准含量Hts下的值，然后从校正值Vc导出目标物质的含量。因此，计算出来的目标物质含量精确度高，与共存物质的含量Ht的影响无关。
适用于实施本发明测量方法的测量装置是一种根据用样本测量得到的物理性质值测定样本中目标物质含量的装置，其中该测量受到样本中与目标物质共存的物质含量的影响，所述装置内有：
一张校正表，该表表示出共存物质的含量Ht与对目标物质各自的基准或基本含量来说的前述物理性质的给定值V之间的关系；
一份Htk文件，该文件储存共存物质具体已知的含量值Htk；和
一种算法，该算法根据该校正表和共存物质的已知含量值Htk，将用样本测量得到的前述物理性质值校正为用作为共存物质的含量Ht的具体标准含量值Hts计算得到的值。
校正表一般储存在存储单元中。一旦准备好，校正表将一直使用到被修正时为止，因此它应当储存在只读存储器(ROM)中。共存物质的已知含量值Htk因样本而异，每次测定时进行更新。因此，它应当储存在随机存储器(RAM)中。不过在对同一来源进行重复取样的情况下，含量值Htk不必每次更新，因为只要样本来源是相同的，样本之间没有差异。在目标物质的含量是根据主表从前述校正值Vc导出的情况下，主表应当储存在与储存校正表的相同的存储单元中。算法通常由CPU和计算机程序生成。等效的控制电路也可起到该作用。
按照本发明的测量方法能够以高精确度瞬时测定因共存物质的影响而不能制备校准曲线的物质的含量。
图1为具体体现本发明的测量装置构造的方框图。
前述目标物质是例如葡萄糖，共存物质是例如血细胞成分。如果共存物质是红细胞，其含量尤其以血细胞比容表示。血细胞比容是每个人所特有的。只要测量装置是专用于具体人体的，已知的Htk值一旦储存在文件中，就不必每次更新。上述物理性质优选为由葡萄糖氧化反应所产生的电流。由于血糖浓度与所产生电流的强度有关，因此血糖的高精确度测定是可能的。
图1表示具体体现本发明的血糖测量装置的构造。该装置是基于固定化酶电极技术原理来工作的。装置1包含一个主单元2和一个试验条3。试验条3具有电极固定其上。葡萄糖氧化酶(GOD)和电子载体铁氰化钾固定在电极上。主单元2装有一个转换电路4，将来自试验条的电流输出转换为电压，再转换为一个数值，主单元2还装有一个中央处理单元(CPU)5，一个只读存储器(ROM)6，一个随机存储器(RAM)7和一个显示器8。试验条3装有一对电极，电极上固定了GOD和铁氰化钾。RAM7中储存了一份Htk文件。ROM6中储存了一张校正表、一张主表和一个特定程序。该程序根据这些表、转换电路4的输出和共存物质的已知值Htk可导出目标物质的含量，然后通过接口9将结果或目标物质含量显示在显示器8上。
                       例1
本实施例描述了一位血细胞比容为百分之39的患者血糖浓度测定。表1作为校正表，储存在ROM中。表中所列出来的电压作为给定值V，是从电流强度转换来的-氧化反应中产生的电流强度-该电流强度是用具有不同已知血细胞比容的大量血样和已知的基准血糖浓度测量得到的。对百分之45的血细胞比容下的葡萄糖浓度来说将电压调至40mV，据此，对GS0、或百分之50的葡萄糖浓度来说各自的物理性质给定值V是通过以特定放大率放大各自测量结果而得到的值。对更高葡萄糖浓度-G100至G600-来说的电压同样进行放大。表1                                         (单位：mV)
  Ht[％]     20     25    35  45(标准)     55     65
    G50G100G200G400G600     41.472.5135.3236.7349.5     41.172.0132.2231.4341.6  40.671.0126.1220.7325.8     40.070.0120.0210.0310.0     39.469.0113.9199.3278.2     38.968.0107.8188.6278.4
校正前转换电路4的输出Vm例如是45mV。表1中，患者的血细胞比容Htk=39位于Ht=35和Ht=45之间，而测量值Vm=45位于如表2所示的V=40.0的行和V=70.0的行之间。现在的问题就是在表2中找到z。表2                                           (单位：mV)
    Ht[％]     35     39     45(标准)
    G50G100     40.671.0     X45y     40.0Z70.0
首先计算x。解方程(40.0-40.6)/(45-35)=(40.0-x)/(45-39)，得到x=40.36。类似地得到y=70.60。将所得x与y的值代入方程(70.0-40.0)/(y-x)=(z-40.0)/(45-x)，得到z=44.6。然后对照主表中的数据再次检查该结果，通过比例分配计算目标物质的含量或血糖浓度。主表即为表3，储存在ROM中。大量主表均由新试验条批量生成，均预先准备好，以便可以选择最适合于试验条的一张。计算由CPU瞬时进行。表3
    V[mV]    Glu[mg/dl]
    40.070.0120.0210.0310.0        50100200400600
                        例2
本实施例描述了一位血细胞比容为百分之28的患者血糖浓度测定。校正前转换电路4的输出Vm例如是45mV。本例方法同例1，除了在例2中是在表4中计算x、y和z。解方程(40.6-41.1)/(35-25)=(40.6-x)/(35-28)，得到x=40.95。类似地，得到y=71.70。将所得x与y的值代入方程(70.0-40.0)/(y．x)=(z-40.0)/(45-x)，得到z=43.95。表4                                         [单位：mV]
Figure A9910100200091

Claims (8)

1．一种测量方法，该测量方法是根据用样本测量得到的物理性质值来测定样本中物质的含量，其中该测定受到样本中另一种与目标物质共存的物质的影响，其特征在于：
用含有已知含量Ht共存物质的样本测得的物理性质值根据一校正表校正为用作为共存物质的含量Ht的标准含量值Hts计算得到的物理性质值Vc，该校正表表示了共存物质的含量Ht与对目标物质各自的基准或基本含量来说的前述物理性质的给定值V之间的关系。
2．如权利要求1所定义的测量方法，其中目标物质的含量由所述Vc值导出，主表表示作为共存物质含量Ht的、由标准含量Hts值而来的所述物理性质的给定值V和相应于所述物理性质的所述给定值V的目标物质含量之间的关系。
3．如权利要求1所定义的测量方法，其中目标物质是葡萄糖，共存物质是一种血细胞成分。
4．如权利要求3所定义的测量方法，其中所述物理性质是在葡萄糖氧化反应中产生的电流。
5．一种根据用样本测量得到的物理性质值测定样本中目标物质含量的装置，其中该测量受到样本中与目标物质共存的物质含量的影响，所述装置内有：
一张校正表，该表表示出共存物质的含量Ht与对目标物质各自的基准含量来说的前述物理性质的给定值V之间的关系；
一份Htk文件，该文件储存共存物质具体已知的含量值Htk；和
一种算法，该算法根据该校正表和共存物质的已知含量值Htk，将用样本测量得到的前述物理性质值校正为用作为共存物质的含量Ht的具体标准含量值Hts计算得到的值。
6．如权利要求5所定义的测量装置，进一步包括一张主表，该主表表示作为共存物质含量Ht的、由标准含量Hts值而来的所述物理性质的给定值V和相应于所述物理性质的所述给定值V的目标物质含量之间的关系，其中所述算法根据所述主表从所述校正了的Vc值导出目标物质的含量。
7．如权利要求5所定义的测量装置，其中目标物质是葡萄糖，共存物质是一种血细胞成分。
8．如权利要求7所定义的测量装置，其中所述物理性质是在葡萄糖氧化反应中产生的电流。
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