RU2297696C2 - Электрохимическая ячейка - Google Patents

Электрохимическая ячейка Download PDF

Info

Publication number
RU2297696C2
RU2297696C2 RU2003118328/09A RU2003118328A RU2297696C2 RU 2297696 C2 RU2297696 C2 RU 2297696C2 RU 2003118328/09 A RU2003118328/09 A RU 2003118328/09A RU 2003118328 A RU2003118328 A RU 2003118328A RU 2297696 C2 RU2297696 C2 RU 2297696C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
working electrode
counter electrode
working
counter
Prior art date
Application number
RU2003118328/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003118328A (ru
Inventor
Эластэйр ХОДЖЕС (AU)
Эластэйр ХОДЖЕС
Original Assignee
Лайфскен, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лайфскен, Инк. filed Critical Лайфскен, Инк.
Publication of RU2003118328A publication Critical patent/RU2003118328A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2297696C2 publication Critical patent/RU2297696C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3274—Corrective measures, e.g. error detection, compensation for temperature or hematocrit, calibration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

Настоящее изобретение относится к электрохимическим элементам, включающим в себя первый рабочий электрод (32), первый противоэлектрод (34), второй рабочий электрод (36) и второй противоэлектрод (38), при этом электроды разнесены так, что продукты реакции от первого противоэлектрода (34) поступают на первый рабочий электрод (32), а продукты реакции от первого и второго противоэлектродов (34), (38) не поступают на второй рабочий электрод (36). Также предложен способ использования таких электрохимических элементов для определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения концентрации. 8 н. и 25 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к электрохимическим ячейкам, включающим в себя первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод, в которых электроды отделены друг от друга таким расстоянием, что продукты реакции с первого противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод, а продукты реакции с первого и второго противоэлектродов не поступают на второй рабочий электрод. Также предложен способ использования таких электрохимических ячеек для определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества с большей точностью, чем та, которая может быть получена при использовании электрохимической ячейки, имеющей один рабочий электрод и один противоэлектрод.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В амперометрической электрохимии ток, протекающий на электроде, может быть использован в качестве меры концентрации электроактивного вещества, электрохимически реагирующего на рабочем электроде. В кулонометрии ток, протекающий на электроде, может быть проинтегрирован по времени для получения общего количества прошедшего заряда, что дает меру количества электроактивного материала, прореагировавшего на рабочем электроде. Ток, протекающий (или заряд, проходящий в любой момент времени) на электроде, зависит от скорости переноса электроактивного вещества к рабочему электроду. Когда рядом с электродом присутствует значительная концентрация электроактивного вещества и к электроду приложен электрический потенциал, достаточный для электрохимической реакции электроактивного вещества на границе раздела электрод/раствор, сначала протекает более высокий ток, который уменьшается во времени. В случае изолированного и по существу плоского электрода, когда приложенный к электроду потенциал достаточен для реагирования электроактивного вещества фактически мгновенно после поступления на электрод, а перенос электроактивного вещества к электроду лимитируется диффузией, ток изменяется в соответствии с кривой, известной в данной области техники как уравнение Коттрелла. Согласно этому уравнению ток изменяется обратно пропорционально квадратному корню из времени. Это дает ток, который затухает во времени, так как количество электроактивного вещества, которое реагирует на электроде, становится обедненным рядом с электродом, и поэтому со временем электроактивное вещество должно перемещаться со все большего и большего расстояния, чтобы достичь электрода.
Если, в дополнение к электрохимической реакции электроактивного вещества на электроде, это электроактивное вещество образуется рядом с рабочим электродом в результате химической реакции, то форма кривой протекающего на электроде тока становится сложной. Электродная реакция стремится понизить концентрацию электроактивного вещества рядом с рабочим электродом, тогда как химическая реакция стремится увеличить концентрацию электроактивного вещества в этой области. Зависящее от времени поведение этих двух процессов смешивается, и поэтому может оказаться трудным измерить кинетику химических реакций исходя из тока, протекающего (или заряда, проходящего) на электроде.
По этой причине в опубликованной литературе скорости химических реакций обычно не измеряются электрохимическим способом, кроме специальных применений, использующих специальное оборудование. Пример такого оборудования известен в данной области техники как вращающийся кольцевой/дисковый электрод. Это устройство применимо только к относительно быстрой кинетике реакции и требует, чтобы электрод вращался с известной регулируемой скоростью при хорошо описанной гидродинамике жидкости.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Желательно создать электрохимическую ячейку и способ использования такой электрохимической ячейки для определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества с большей точностью, чем та, которая может быть получена при использовании электрохимической ячейки, имеющей один рабочий электрод и один противоэлектрод. Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения предлагают такие электрохимические ячейки и способы.
В первом варианте реализации предложен способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, причем данный способ включает в себя этапы, на которых: обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод; выбирают расстояние между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом так, что продукты реакции с первого противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод; выбирают расстояние между первым рабочим электродом и вторым противоэлектродом так, что значительное количество продуктов реакции со второго противоэлектрода не поступает на первый рабочий электрод; выбирают расстояние между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, которое является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, так что значительное количество продуктов реакции со второго противоэлектрода не поступает на второй рабочий электрод; прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом; прикладывают разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом; выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы или электровосстановления окисленной формы упомянутого вещества лимитируется диффузией; выбирают потенциал второго рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы или электровосстановления окисленной формы упомянутого вещества лимитируется диффузией; вычитают ток, протекающий между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, из тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, в результате чего получают скорректированный ток; и получают исходя из скорректированного тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы или окисленной формы упомянутого вещества.
В одном аспекте первого варианта реализации площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются по существу одинаковыми.
В другом аспекте первого варианта реализации площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются разными, и при этом этап вычитания тока включает в себя: определение тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом; определение тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом; нормирование тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, и тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, к одинаковой площади поверхности электродов для получения нормированного тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, и нормированного тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом; и вычитание нормированного тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, из нормированного тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, в результате чего получают скорректированный ток.
В еще одном аспекте первого варианта реализации первый рабочий электрод и первый противоэлектрод отделены расстоянием менее примерно 500 мкм или менее примерно 200 мкм. Второй рабочий электрод и второй противоэлектрод или первый рабочий электрод и второй противоэлектрод отделены расстоянием более примерно 500 мкм или более примерно 1 мм.
В еще одном аспекте первого варианта реализации окислительно-восстановительным веществом может быть медиатор. Когда окислительно-восстановительным веществом является медиатор, концентрация восстановленной или окисленной формы медиатора указывает на концентрацию аналита (т.е. анализируемого вещества), и при этом определяют меру коэффициента диффузии восстановленной или окисленной формы медиатора в качестве промежуточного результата при определении концентрации аналита.
В еще одном аспекте первого варианта реализации электрохимическая ячейка дополнительно содержит отдельный электрод сравнения.
В еще одном аспекте первого варианта реализации аналитом может быть глюкоза.
Во втором варианте реализации предложена электрохимическая ячейка, содержащая первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод, причем первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее примерно 500 мкм, первый рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более примерно 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более примерно 500 мкм.
В одном аспекте второго варианта реализации первый рабочий электрод и первый противоэлектрод и/или второй рабочий электрод и второй противоэлектрод обращены друг к другу или расположены бок о бок.
В другом аспекте второго варианта реализации первый рабочий электрод и второй рабочий электрод имеют по существу соответствующие площади.
В другом аспекте второго варианта реализации электрохимическая ячейка дополнительно содержит отдельный электрод сравнения.
В еще одном аспекте второго варианта реализации электрохимическая ячейка может представлять собой полую электрохимическую ячейку. Электрохимическая ячейка может иметь эффективный объем менее 1,5 микролитров.
В третьем варианте реализации предложено устройство для определения концентрации окислительно-восстановительного вещества в электрохимической ячейке, включающее в себя: электрохимическую ячейку, имеющую первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод и характеризующуюся тем, что первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее 500 мкм, первый рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более 500 мкм; средства приложения разности электрических потенциалов между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом и средства приложения разности электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом.
В одном аспекте третьего варианта реализации предложенное устройство может представлять собой измеритель глюкозы.
В четвертом варианте реализации предложена электрохимическая ячейка, содержащая первый рабочий электрод, первый противоэлектрод и второй рабочий электрод, причем первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее примерно 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием более примерно 500 мкм.
В пятом варианте реализации предложен способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, включающий в себя этапы, на которых: обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, противоэлектрод и второй рабочий электрод; выбирают расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом так, что продукты реакции с противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод, и так, что расстояние между вторым рабочим электродом и противоэлектродом является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом; обеспечивают наличие окислительно-восстановительного вещества, при этом по меньшей мере полезная доля окислительно-восстановительного вещества, первоначально присутствующего в растворе над вторым рабочим электродом, была восстановлена или окислена на втором рабочем электроде; прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и противоэлектродом; выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы или электровосстановления окисленной формы упомянутого вещества лимитируется диффузией; определяют ток, протекающий между первым рабочим электродом и противоэлектродом; и получают исходя из этого тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы или окисленной формы упомянутого вещества.
В одном аспекте пятого варианта реализации площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются по существу одинаковыми.
В другом аспекте пятого варианта реализации площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются существенно разными.
В шестом варианте реализации предложен способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, включающий в себя этапы, на которых: обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, второй рабочий электрод и противоэлектрод; выбирают расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом так, что продукты реакции с противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод; выбирают расстояние между вторым рабочим электродом и противоэлектродом, которое является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом, так что значительное количество продуктов реакции с противоэлектрода не поступает на второй рабочий электрод; прикладывают разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и противоэлектродом, в результате чего по существу заряжают второй рабочий электрод, и в результате этого по существу завершают реакции поверхностных групп; разрывают цепь между вторым рабочим электродом и противоэлектродом до того, как значительное количество упомянутого вещества прореагирует на втором рабочем электроде; прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и противоэлектродом; выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы или электровосстановления окисленной формы упомянутого вещества лимитируется диффузией; определяют ток, протекающий между первым рабочим электродом и противоэлектродом; и получают исходя из этого тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы или окисленной формы упомянутого вещества.
В седьмом варианте реализации предложен способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, включающий в себя этапы, на которых: обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, второй рабочий электрод и противоэлектрод; выбирают расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом так, что продукты реакции с противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод; выбирают расстояние между вторым рабочим электродом и противоэлектродом, которое является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом, так что значительное количество продуктов реакции с противоэлектрода не поступает на второй рабочий электрод; прикладывают разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и противоэлектродом и между первым рабочим электродом и противоэлектродом, в результате чего по существу заряжают второй рабочий электрод и первый рабочий электрод и в результате чего по существу завершают реакции поверхностных групп; разрывают цепь между вторым рабочим электродом и противоэлектродом до того, как значительное количество упомянутого вещества прореагирует на втором рабочем электроде; прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и противоэлектродом; выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы или электровосстановления окисленной формы упомянутого вещества лимитируется диффузией; определяют ток, протекающий между первым рабочим электродом и противоэлектродом; и получают исходя из этого тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы или окисленной формы упомянутого вещества.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлено схематическое изображение в поперечном сечении электрохимической ячейки 10 согласно предпочтительному варианту реализации с электродными поверхностями в параллельной и противолежащей конфигурации.
На фиг.2 представлено схематическое изображение в поперечном сечении электрохимической ячейки 50 согласно предпочтительному варианту реализации с электродами в конфигурации бок о бок.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
Нижеследующие описание и примеры подробно иллюстрируют предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что существуют многочисленные изменения и модификации настоящего изобретения, которые охватываются его сущностью. Следовательно, описание предпочтительного варианта реализации не должно рассматриваться как ограничивающее объем настоящего изобретения.
При использовании электрохимических ячеек в качестве амперометрических датчиков для обнаружения и количественного определения аналитов может оказаться желательным иметь возможность обнаруживать очень низкие концентрации аналита. Одним из ограничений известного уровня техники при обнаружении низких концентраций аналита может быть присутствие паразитных токов, маскирующих интересующий ток. Некоторые из этих нежелательных токов возникают в результате протекания тока заряда емкости электрода и наличия электрического шума, принимаемого из окружающей среды. Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения направлены на создание способа, предназначенного для минимизации вклада этих токов в общий сигнал, что позволяет достичь улучшенного обнаружения аналита.
Как известно из уровня техники, электроды в электрохимической ячейке с двумя или тремя электродами могут быть расположены так, что рабочий электрод изолирован от реакций и продуктов реакций на противоэлектроде, или так, что продукты реакции на противоэлектроде диффундируют к рабочему электроду, где они вступают в реакцию. Первый тип электрохимической ячейки хорошо известен из уровня техники. Второй тип электрохимической ячейки описан в патентах США 6179979 и 5942102.
Эти две конфигурации электродов разнятся тем, что в случае изолированной конфигурации противоэлектрод расположен на достаточно большом расстоянии от рабочего электрода, так что в течение времени использования ячейки продукты электрохимических реакций на противоэлектроде не поступают на рабочий электрод. На практике это в типичном случае достигается посредством отделения рабочего электрода и противоэлектрода расстоянием, равным по меньшей мере одному миллиметру.
При неизолированной конфигурации рабочий электрод и противоэлектрод размещены достаточно близко друг к другу, так что в течение времени использования ячейки продукты электрохимических реакций на противоэлектроде могут диффундировать к рабочему электроду. Эти продукты реакции затем могут вступать в реакцию на рабочем электроде, давая больший ток, чем тот, который может иметь место в случае изолированного электрода. При неизолированной конфигурации реакции на рабочем электроде могут быть описаны как связанные с реакциями на противоэлектроде.
КОНФИГУРАЦИИ ЭЛЕКТРОДОВ
В предпочтительном варианте реализации изолированные рабочие электроды и рабочие электроды, связанные с противоэлектродом, объединяют в одной электрохимической ячейке с тем, чтобы обеспечить улучшенное обнаружение вещества с низкой концентрацией. На фиг.1 и 2 представлены различные конфигурации электродов в электрохимических ячейках согласно предпочтительным вариантам реализации.
На фиг.1 представлено схематическое изображение в поперечном сечении электрохимической ячейки 10 согласно одному предпочтительному варианту реализации. Открытые части электропроводящих слоев 12, 14, 16, 18 действуют в качестве электродов 32, 34, 36, 38 в ячейке 10. Электропроводящие слои 12, 14, 16, 18 находятся в контакте со слоями 20, 22, 24, 26 из электрорезистивного материала (т.е. материала с высоким электрическим сопротивлением). Один или несколько разделительных слоев (не показаны) поддерживают расстояние между электродами 32, 34 составляющим менее 500 мкм. Либо электрод 32, либо электрод 34, либо электрод 36, либо электрод 38 могут быть рабочими электродами, при условии, что электроды 32 и 34 образуют одну пару рабочего электрода и противоэлектрода, и что электрод 36 и электрод 38 образуют другую пару рабочего электрода и противоэлектрода. Толщины слоя 24 и слоя 26 являются такими, что все расстояния между ближайшими кромками электрода 32 и электрода 36, а также между ближайшими кромками электрода 34 и электрода 38 в типичном случае превышают 500 мкм, а предпочтительно - превышают 1 мм. В другом варианте реализации слой 20 или 22 из электрорезистивного материала и проводящий слой 16 или 18, который он поддерживает, могут быть заменены одним слоем соответствующего электропроводящего материала (не показан), такого как, например, алюминиевая фольга или проводящий полимер. Для легкости изготовления, в некоторых вариантах реализации может оказаться желательным полностью покрыть одну поверхность одного или нескольких слоев 20, 22, 24, 26 из электрорезистивного материала электропроводящим слоем 12, 14, 16, 18. Альтернативно, в других вариантах реализации может оказаться желательным только частично покрыть слой 20, 22, 24, 26 из электрорезистивного материала электропроводящим слоем 12, 14, 16, 18, например, чтобы сэкономить на стоимости материалов, если материал электродов содержит благородный металл. Например, в ячейке 10, изображенной на фиг.1, проводящий слой 12 может покрывать только часть изолирующего слоя 20, соседнего с резервуаром 28 для пробы. Часть изолирующего слоя 20, соседняя со слоем 26, не покрывается. Для специалиста в данной области техники очевидны другие конфигурации электропроводящего слоя 12, 14, 16, 18 и соседнего с ним слоя 20, 22, 24, 26 из электрорезистивного материала.
Другая конфигурация электродов в электрохимической ячейке 50 согласно еще одному предпочтительному варианту реализации изображена на фиг.2. В этой конфигурации все электроды 52, 54, 56, 58 расположены в одной и той же плоскости. На фиг.2 изображен также разделительный слой 60, расположенный над электродом 52 и электродом 54. Когда электрохимическая ячейка 50 используется в сочетании с методом вычитания тока, как описано ниже, может оказаться предпочтительным исключить разделительный слой 60. Когда разделительный слой 60 исключен, диффузия вдоль плоскости к электроду 54 более точно соответствует диффузии вдоль плоскости к электроду 58, приводя в результате к более точному вычитанию тока.
Когда электрохимическая ячейка 50 используется в сочетании с методом усиления тока, как описано ниже, то тогда предпочтительно сохранить разделительный слой над электродом 52 и электродом 54 с тем, чтобы получить меньший объем полости 29 и соответствующий более высокий коэффициент усиления, чем в случае, когда разделительного слоя 60 там не было бы. Один или несколько разделительных слоев (не показаны) поддерживают расстояние между электродами 52, 54, 56, 58 и слоем 64, тем самым обеспечивая в электрохимической ячейке 50 резервуар для пробы. Расстояние между ближайшими кромками электрода 52 и электрода 54 составляет менее 500 мкм, предпочтительно - менее примерно 450, 400, 350, 300 или 250 мкм, более предпочтительно - менее примерно 200, 150 или 100 мкм, а наиболее предпочтительно - менее примерно 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или 1 мкм. Расстояния между ближайшими кромками электрода 52 и электрода 58 и между ближайшими кромками электрода 54 и электрода 58 составляют в типичном случае более примерно 500 мкм, предпочтительно - более примерно 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900 или 950 мкм, а наиболее предпочтительно - более 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 25 или 50 мм. Однако может подойти любое подходящее расстояние, включая расстояния менее примерно 500 мкм, при условии, что значительное количество продуктов реакции на первом электроде не достигает второго электрода. В этом контексте значительным количеством продуктов реакции является количество, достаточное для создания дополнительной величины тока на втором электроде, которая является достаточно большой и оказывает влияние на практическую полезность способов использования описываемых ячеек для достижения требуемых результатов. В некоторых вариантах реализации может оказаться предпочтительным исключить любые разделительные слои и слой 64, тем самым создавая электрохимическую ячейку, содержащую электроды 52, 54, 56, 58 на одном единственном слое 68 из электрорезистивного материала. Этот вариант реализации может быть предпочтительным в том случае, когда размеры пробы являются достаточными, так что слой 68 и электроды 52, 54, 56, 58 могут быть погружены в пробу, или же достаточный слой пробы может быть нанесен на электроды 52, 54, 56, 58.
Как будет очевидно для специалиста в данной области техники, в различных вариантах реализации могут быть предпочтительными различные конфигурации электродов, поддерживающие соответствующее расстояние между электродами 52, 54, 56, 58. Например, электрохимическая ячейка 50, изображенная на фиг.2, может быть модифицирована посредством размещения одного из или обоих электродов 56 и 58 на слое 64 вместо слоя 68. Альтернативно, один или оба электрода 52 и 54 могут быть размещены на слое 64 или 60 вместо слоя 68. Если только один из электродов 52 и 54 размещен на слое 68, слои 64 и 68 или слои 60 и 68 размещаются достаточно близко, так что расстояние между ближайшими кромками или поверхностями электродов 52 и 54 поддерживается на уровне менее 500 мкм, предпочтительно - менее примерно 450, 400, 350, 300 или 250 мкм, более предпочтительно - менее примерно 200, 150 или 100 мкм, а наиболее предпочтительно - менее примерно 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или 1 мкм. В другом варианте реализации на слое 68 размещается дополнительный слой (не показан), и на этом дополнительном слое могут быть размещены один или оба электрода 52 и электрода 54.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ
Электрохимическая ячейка в некоторых вариантах реализации является одноразовой и предназначена для использования в одном единственном эксперименте. В предпочтительных вариантах реализации электрохимическая ячейка может быть изготовлена с использованием способов, аналогичных тем, которые описаны в патенте США 5942102. В одном предпочтительном варианте реализации способа изготовления электрохимической ячейки 10, показанной на фиг.1, слоями 20, 22, 24 или 26 из электрорезистивного материала являются полиэфирные листы, имеющие напыленное покрытие из палладия в качестве электропроводящего слоя 12, 14, 16 или 18, причем часть, остающаяся открытой после изготовления, образует электроды 32, 34, 36 или 38.
Как будет понятно для специалиста в данной области техники, слои 12, 14, 16, 18 из электропроводящего материала и слои 20, 22, 24, 26 из электрорезистивного материала могут быть выбраны независимо в соответствии с тем, какой материал необходим или желателен, например, для легкости изготовления, для снижения стоимости материалов или для достижения других требуемых свойств ячейки 10 или процесса изготовления. Аналогично, слои 12, 14, 16, 18 из электропроводящего материала могут быть нанесены на слои 20, 22, 24, 26 из электрорезистивного материала в виде любого подходящего рисунка, например, рисунка, который только частично покрывает слой 20, 22, 24 или 26 из электрорезистивного материала.
Поскольку электропроводящие материалы нанесены в виде покрытия на соответствующие электрорезистивные слои 20, 22, 24 или 26 или иным образом прикреплены к ним, то слои 40, 42 с покрытиями затем могут быть прикреплены друг к другу с образованием несущего электроды слоя 48. В электрохимической ячейке по фиг.1 слой 40 с покрытием прикреплен к слою 42 с покрытием, при этом в слое 42 с покрытием проводящий слой 16 располагается рядом с электрорезистивным слоем 26. Слои 44 и 46 с покрытиями прикреплены аналогичным образом, образуя несущий электроды слой 49.
В предпочтительных вариантах реализации различные слои в ячейке могут быть прикреплены друг к другу (склеены) с использованием подходящего клея. Подходящие клеи включают в себя, например, активируемые нагреванием клеи, чувствительные к давлению (самоклеящиеся) клеи, клеи горячего отверждения, клеи химического отверждения, термоплавкие клеи, термически размягчаемые клеи и т.д. Чувствительные к давлению клеи являются предпочтительными для использования в тех конкретных вариантах реализации, где требуется упрощение изготовления. Однако в других вариантах реализации липкость чувствительных к давлению клеев может привести к загрязнению клеем инструмента или липкости продукта. В таких вариантах реализации обычно являются предпочтительными клеи горячего или химического отверждения. Особенно предпочтительными являются активируемые нагреванием клеи и клеи горячего отверждения, которые могут быть удобным образом активированы в соответствующий момент времени.
В некоторых вариантах реализации может оказаться предпочтительным использование термоплавкого клея. Термоплавкий клей представляет собой не содержащий растворителя термопластичный материал, который является твердым при комнатной температуре и наносится в расплавленном виде на поверхность, к которой он приклеивается при охлаждении до температуры ниже его температуры плавления. Имеются термоплавкие клеи с различными химическими составами и с широким диапазоном температур плавления. Термоплавкий клей может быть в форме ленты, нетканого материала, тканого материала, порошка, раствора или любой другой соответствующей формы. Для некоторых конкретных вариантов реализации могут быть предпочтительными полиэфирные термоплавкие клеи. Такие клеи (выпускаемые, например, фирмой Bostic Corp. из г.Миддлтон, шт.Массачусетс, США) представляют собой расплавы линейных насыщенных сложных полиэфиров, имеющих температуры плавления от 65°С до 220°С и по своей природе принадлежащих к диапазону от полностью аморфных до высококристаллических. Также могут быть предпочтительными полиамидные (нейлоновые) термоплавкие клеи, также выпускаемые фирмой Bostic, включая полиамидные клеи как на основе димерной кислоты, так и нейлонового типа. Подходящие химические составы термоплавкого клея включают в себя сополимер этилена и винилацетата (ЭВА), полиэтилен и полипропилен.
Альтернативно, в некоторых других вариантах реализации может быть предпочтительным использование технологий ламинирования для соединения определенных слоев друг с другом. Подходящие технологии ламинирования описаны в одновременно рассматриваемой заявке с порядковым номером 09/694 120, поданной 20 октября 2000 г. и озаглавленной "Laminates of Asymmetrical Membranes" (Слоистые материалы асимметричных мембран). Подлежащие ламинированию слои располагают рядом друг с другом, после чего подводят тепло, и в результате между слоями образуется связь, т.е. слои соединяются друг с другом. Также может быть приложено давление, способствующее образованию такой связи. Методы ламинирования могут быть предпочтительны для связывания любых двух материалов, способных образовывать связь (соединяться) при приложении тепла и/или давления. Ламинирование предпочтительно для образования связи между двумя соответствующими полимерными материалами.
Несущие электроды слои 48 и 49 затем фиксируют в положении, при котором электроды 32 и 34 обращены к электродам 36 и 38. Этого в типичном случае достигают посредством приклеивания одного или нескольких отформованных разделительных слоев (не показаны) между несущими электроды слоями 48 и 49. Разделительный слой выполнен имеющим такую форму, чтобы обеспечить образование резервуаров 28 и 29 для пробы между несущими электроды слоями 48 и 49. Разделительный слой может быть выполнен в форме листа из электрорезистивного материала, причем часть этого листа удалена для образования резервуаров 28 и 29 для пробы, например, круглая часть, расположенная в середине листа, или часть, удаленная по одной кромке листа. Разделительный слой также может включать в себя две или несколько отформованных частей, расположенных рядом друг с другом с полостью между ними, причем эта полость обеспечивает ввод пробы в резервуары 28 и 29 для пробы и образует сами резервуары 28 и 29. Вместо жесткого или гибкого листа из электрорезистивного материала в качестве разделителя может быть предпочтителен слой электрорезистивного клея. В таком варианте реализации клей наносят на электродную сторону несущего электроды слоя 48 или 49, затем другой несущий электроды слой 49 или 48 размещают поверх слоя клея и образуют связь, например, посредством сжатия, отверждения, нагрева или другого подходящего средства.
В предпочтительном варианте реализации разделительный слой представляет собой лист из электрорезистивного материала, имеющий круглое отверстие и прикрепленный посредством клея к несущим электроды слоям 48 и 49. Круглое отверстие, предпочтительно, расположено по центру вдоль кромки электрода 32 рядом с электродом 38 (или кромки электрода 34 рядом с электродом 38). Тем самым образована ячейка 10, имеющая цилиндрическую боковую стенку, закрытую на одном торце несущим электроды слоем 48, а на другом торце несущим электроды слоем 49. В этой сборке выполнен вырез для обеспечения доступа пробы в ячейку 10 или для всасывания посредством затекания или капиллярного действия, а также для обеспечения выхода воздуха. Электродные слои 32, 34, 36, 38 подключены при помощи подходящих электрических соединений или образований, посредством чего могут быть приложены потенциалы и измерены токи.
В другом предпочтительном варианте реализации разделитель образован посредством нанесения рисунка из клея на один или оба несущих электроды слоя 48, 49. Этот способ может быть предпочтительным там, где требуется простота изготовления и снижение стоимости материалов.
Подходящие электрорезистивные материалы, которые могут быть предпочтительными в качестве разделительных слоев, в качестве опор для электродных слоев или в других слоях в данной ячейке, включают в себя такие материалы, как сложные полиэфиры, полистиролы, поликарбонаты, полиолефины, полиэтилентерефталат, стекла, керамику, их смеси и/или их комбинации и т.д. Примеры электрорезистивных клеев, пригодных для использования в качестве разделительных слоев, включают в себя, но не ограничиваются ими, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиуретаны и сульфированные сложные полиэфиры.
В тех вариантах реализации, в которых разделитель представляет собой лист из электрорезистивного материала, часть которого удалена для образования резервуаров 28 и 29 для пробы, один несущий электроды слой 48 или 49 расположен на одной стороне этого листа, проходит над отверстием и образует торцевую стенку. Несущий электроды слой 48 или 49 может быть прикреплен к листу разделителя, например, при помощи клея. Многочисленные листы разделителя могут быть прикреплены друг к другу так, чтобы образовать разделитель, который соответствует ступенчатым поверхностям несущих электроды слоев 48 и 49. В качестве разделителя также может быть предпочтительным деформируемый клей, причем этот клей соответствует контурам несущих электроды слоев 48 и 49. В предпочтительном варианте реализации итоговая форма объединенных резервуаров 28 и 29 для пробы является круглой, однако для некоторых вариантов реализации могут быть предпочтительны и другие формы, например, квадратная, прямоугольная, многоугольная, овальная, эллиптическая, неправильная или другие.
Затем второй несущий электроды слой 49 или 48 устанавливается на противоположной стороне разделителя, также проходит над отверстием и образует вторую торцевую стенку. Электроды 32 и 34 в типичном случае отделены друг от друга расстоянием менее примерно 500 мкм, предпочтительно - менее примерно 450, 400, 350, 300 или 250 мкм, более предпочтительно - менее примерно 200, 150 или 100 мкм, а наиболее предпочтительно - менее примерно 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или 1 мкм. Затем выполняют второе отверстие или вход для введения жидкости в ячейку 10. Такой вход может быть предусмотрен посредством формирования выреза вдоль одной кромки устройства, который проходит через несущие электроды слои 48 и 49 и отверстие. Несущие электроды слои 48 и 49 снабжены электрическими соединениями, позволяющими подключать электроды к измерительной схеме.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, описанные выше технологии изготовления электрохимической ячейки, изображенной на фиг.1, могут быть модифицированы для изготовления электрохимической ячейки, изображенной на фиг.2.
Химические реагенты, предназначенные для использования в данной ячейке, такие как окислительно-восстановительные реагенты, лизирующие агенты, буферы, инертные соли и другие вещества, могут быть нанесены на электроды или стенки ячейки, один или более независимых носителей, содержащихся внутри ячейки, или могут быть самонесущими. Если химические реагенты должны быть нанесены на электроды или стенки ячейки, то они могут наноситься посредством использования хорошо известных в данной области техники методов нанесения, таких как струйная печать, трафаретная печать, литография, ультразвуковое напыление, щелевое нанесение покрытий, глубокая печать и т.д. Подходящие независимые носители могут включать в себя, но не ограничиваются ими, сетки, нетканые листы, волокнистые наполнители, макропористые мембраны и спеченные порошки. Химические реагенты, предназначенные для использования в данной ячейке, могут поддерживаться на носителе или содержаться внутри носителя.
В предпочтительном варианте реализации предпочтительные материалы внутри ячейки, а также материалы, из которых изготовлена эта ячейка, представлены в форме, пригодной для массового производства, а сами ячейки предназначены для одного единственного эксперимента, а затем выбрасываются. Одноразовой ячейкой является такая ячейка, которая настолько недорога (дешева) в производстве, что она экономически приемлема только для одного теста. Одноразовой ячейкой является также такая ячейка, которая удобным образом может быть использована только для одного теста, т.е. при обработке ячейки после одного использования с тем, чтобы привести ячейку в состояние, пригодное для последующего использования, может потребоваться выполнение таких этапов, как промывка и/или повторная загрузка реагентов.
Экономически приемлемое в этом контексте означает, что воспринимаемая стоимость (важность) результата теста для пользователя равна или больше, чем стоимость покупки и использования ячейки, причем цена покупки ячейки определяется стоимостью поставки ячейки пользователю плюс соответствующая торговая наценка. Для многих применений предпочтительны ячейки, имеющие относительно низкую стоимость материалов и простые процессы изготовления. Например, материалы электродов в электрохимических ячейках могут быть недорогими, такими как углерод, или могут присутствовать в достаточно небольших количествах, так что могут быть предпочтительны дорогие материалы. Трафаретная печать с использованием печатной краски на основе углерода или серебряной печатной краски представляют собой процесс, пригодный для формирования электродов из относительно недорогих материалов. Однако, если желательно использовать дорогие материалы электродов, такие как платина, палладий, золото или иридий, предпочтительны способы с лучшим расходом материалов, такие как напыление или покрытие осаждением из паровой фазы, так как при их использовании можно получать очень тонкие пленки. Материалы подложек для одноразовых ячеек также, предпочтительно, являются недорогими. Примерами таких недорогих материалов являются полимеры, такие как поливинилхлорид, полиимид, сложный полиэфир, а также мелованная бумага и картон.
Способы сборки ячеек, предпочтительно, пригодны для массового производства. Эти способы включают в себя изготовление многочисленных ячеек на карточках и разделение карточек на индивидуальные полоски после основных этапов сборки или изготовление ленты, где ячейки получены на непрерывной ленте, которая впоследствии разделяется на индивидуальные полоски. Процессы изготовления с карточками наиболее подходят в том случае, когда желательно точное пространственное совмещение многочисленных деталей и/или когда в электрохимических ячейках предпочтительны жесткие материалы подложек. Процессы с непрерывными лентами больше всего подходят тогда, когда не является столь критичным совмещение деталей и могут быть предпочтительны гибкие непрерывные ленты.
Желательно удобное единственное использование одноразовой ячейки с тем, чтобы пользователей не привлекали попытки повторного использования ячейки и, возможно, получение неточного результата теста. Одноразовое использование ячейки может быть указано в инструкции для пользователя, прилагаемой к ячейке. Более предпочтительно, чтобы в тех конкретных вариантах реализации, где желательно одноразовое использование, ячейка могла быть изготовлена так, что ее использование более одного раза затруднительно или невозможно. Это может быть достигнуто, например, посредством введения в нее реагентов, которые вымываются или расходуются во время первого теста и поэтому не действуют во втором тесте. В альтернативном варианте может исследоваться сигнал теста на наличие указания на то, что реагенты в ячейке уже прореагировали, такого как ненормально высокий первоначальный сигнал, после чего тест прекращается. Другой способ включает в себя обеспечение средства для разрыва электрических соединений в ячейке после того, как первый тест в данной ячейке был завершен.
ЭЛЕКТРОДЫ
В предпочтительном варианте реализации, в котором электрохимическая ячейка обнаруживает присутствие и/или количество аналита в пробе, или вещества, указывающего на присутствие и/или количество аналита в пробе, по меньшей мере один из электродов в ячейке является рабочим электродом. Когда на уровень содержания аналита указывает потенциал рабочего электрода (как в потенциометрическом датчике), в ячейке присутствует второй электрод, действующий как электрод сравнения и обеспечивающий получение потенциала сравнения.
В случае амперометрического датчика, в котором на уровень содержания аналита, такого как глюкоза, указывает ток на рабочем электроде, в ячейке предпочтительно присутствует по меньшей мере один другой электрод, который действует как противоэлектрод для завершения электрической цепи. Этот второй электрод также может действовать как электрод сравнения. Альтернативно, функцию электрода сравнения может выполнять отдельный электрод.
Материалы, пригодные для рабочего электрода, противоэлектрода и электрода сравнения, являются совместимыми с любыми реагентами или веществами, присутствующими в ячейке. Совместимые материалы по существу не реагируют химически с другими веществами, присутствующими в ячейке. Примеры таких пригодных материалов могут включать в себя, но не ограничиваются ими, углерод, углерод вместе с органическим связующим, платину, палладий, оксид индия, оксид олова, смешанные оксиды индия/олова, золото, серебро, иридий и их смеси. Эти материалы могут быть сформированы в виде электродных структур любым подходящим способом, например посредством напыления, осаждения из паровой фазы, трафаретной печати, термовакуумного испарения, глубокой печати, щелевого нанесения покрытия или литографии. В предпочтительных вариантах реализации материал напыляют или наносят методом трафаретной печати, образуя электродные структуры.
Не ограничивающие примеры материалов, предпочтительных для использования в электродах сравнения, включают в себя системы металл/соль металла, такие как серебро в контакте с хлоридом серебра, бромидом серебра или йодидом серебра, а также ртуть в контакте с хлоридом ртути или сульфатом ртути. Металл может быть нанесен любым подходящим способом, а затем приведен в контакт с соответствующей солью металла. Подходящие способы включают в себя, например, электролиз в подходящем растворе соли или химическое окисление. Такие системы металл/соль металла обеспечивают лучшее управление потенциалом в потенциометрических методах измерения, чем это делают системы с одним лишь металлическим компонентом. В предпочтительном варианте реализации электродные системы металл/соль металла предпочтительны в качестве отдельного электрода сравнения в амперометрическом датчике.
ЛИЗИРУЮЩИЙ АГЕНТ
В некоторых вариантах реализации может быть желательным ввести в электрохимическую ячейку один или несколько лизирующих агентов. Подходящие лизирующие агенты включают в себя детергенты, как ионные, так и неионные, протеолитические ферменты и липазы. Подходящие ионные детергенты включают в себя, например, додецилсульфат натрия и бромид цетилтриметиламмония. Неограничивающие примеры протеолитических ферментов включают в себя трипсин, химотрипсин, пепсин, папаин и проназу Е (Pronase Е), очень активный фермент, имеющий широкую специфичность. Пригодные для использования неионогенные поверхностно-активные вещества включают в себя, например, этоксилированные октилфенолы, включая Triton X Series, выпускаемые фирмой Rohm & Haas, г.Филадельфия, шт.Пенсильвания, США. В предпочтительном варианте реализации в качестве лизирующего агента предпочтительны сапонины, а именно, гликозиды растений, которые пенятся в воде.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ РЕАГЕНТ
В предпочтительных вариантах реализации в электрохимическую ячейку также могут быть введены окислительно-восстановительные реагенты. Предпочтительные окислительно-восстановительные реагенты для использования в электрохимических ячейках для измерения глюкозы в крови включают в себя те, которые способны окислять восстановленную форму ферментов, способных селективно окислять глюкозу. Примеры пригодных ферментов включают в себя, но не ограничиваются ими, глюкозооксидазу, дегидрогеназу, PQQ-зависимую глюкозодегидрогеназу (от англ. Pyrroloquinoline quinone, т.е. пирролохинолин хинон) и NAD-зависимую глюкозодегидрогеназу (от англ. Nicotineamid-adenine-dinucleotide, т.е никотинамид-аденин-динуклеотид). Примеры окислительно-восстановительных реагентов, пригодных для использования при анализе глюкозы, включают в себя, но не ограничиваются ими, соли феррицианида, дихромат, оксиды ванадия, перманганат и электроактивные металлоорганические комплексы. Также пригодны органические окислительно-восстановительные реагенты, такие как дихлорфенолиндофенол и хиноны. В предпочтительном варианте реализации окислительно-восстановительным реагентом для анализа глюкозы является феррицианид.
БУФЕР
В электрохимической ячейке вместе с окислительно-восстановительным реагентом в сухой форме может необязательно присутствовать буфер. Если буфер присутствует, то он присутствует в таком количестве, что результирующий уровень рН пригоден для регулировки окисляющего потенциала окислительно-восстановительного реагента до уровня, пригодного для окисления, например, глюкозы, но не других веществ, которые нежелательно обнаруживать. Буфер присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы по существу поддерживать рН пробы на требуемом уровне в течение теста. Примеры пригодных буферов включают в себя фосфаты, карбонаты, соли щелочных металлов и меллитовой кислоты и соли щелочных металлов и лимонной кислоты. Выбор буфера может зависеть, помимо других факторов, от требуемого рН. Буфер выбирается так, чтобы он не реагировал с окислительно-восстановительным реагентом.
ИНЕРТНЫЕ СОЛИ
Инертные соли, предпочтительные для использования в различных вариантах реализации, включают в себя соли, которые диссоциируют в подлежащей анализу пробе с образованием ионов, но не реагируют с любым из окислительно-восстановительных реагентов или другими веществами в пробе или в ячейке, включая электроды ячейки. Примеры пригодных инертных солей включают в себя, но не ограничиваются ими, хлориды, нитраты, сульфаты и фосфаты щелочных металлов.
ДРУГИЕ ВЕЩЕСТВА, ПРИСУТСТВУЮЩИЕ В ЯЧЕЙКЕ
В дополнение к окислительно-восстановительным реагентам и буферам, в электрохимической ячейке также могут присутствовать другие вещества. Такие вещества включают в себя, например, усилители вязкости и полимеры с низкой молекулярной массой. Внутри ячейки также могут содержаться гидрофильные вещества, такие как полиэтиленгликоль, полиакриловая кислота, декстран, и поверхностно-активные вещества, такие как предлагаемые на рынке фирмой Rohm & Haas Company, г.Филадельфия, шт.Пенсильвания, США под торговой маркой Triton™ или фирмой ICI Americas Inc., г. Вилмингтон, шт. Делавэр, США под торговой маркой Tween™. Такие вещества могут увеличивать скорость заполнения ячейки, обеспечивать более стабильное измерение и препятствовать испарению проб малого объема.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА
Электропроводящие слои предпочтительно соединяют с электрическими схемами, способными прикладывать разность потенциалов между электродами и измерять результирующие токи, например, с измерителями. Предпочтительными могут быть любые подходящие средства для подсоединения электропроводящего слоя к электрической схеме, включая, но не ограничиваясь ими, язычковую вилку, набор соединительных штырьков, которые выведены вниз с верхней стороны полоски или вверх с нижней стороны полоски и т.д. Области соединения не показаны на фиг.1. Соответствующие измерители могут включать в себя один или более из следующих конструктивных элементов: источник питания, схемы для приложения регулируемых потенциалов или подачи регулируемых токов, микропроцессорное устройство управления, компьютер или устройство хранения данных, устройство отображения, устройство звуковой сигнализации, а также другие устройства или конструктивные элементы, которые известны в данной области техники. Измеритель также может быть приспособлен к сопряжению через интерфейс с компьютером или устройством хранения данных. Например, типичным измерителем может быть карманное устройство с питанием от батареи (аккумулятора), управляемое встроенным микропроцессором и содержащее схемы для приложения заданных потенциалов или подачи заданных токов между, например, соединительными штырьками электродов полоски, а также схему, такую как аналого-цифровой преобразователь. В этом варианте реализации аналоговый сигнал от полоски может быть преобразован в цифровой сигнал, который может быть проанализирован и/или сохранен микропроцессором. Измеритель также может содержать дисплей (т.е. устройство отображения), такой как жидкокристаллический дисплей, и соответствующие связанные с ним схемы для отображения результата теста пользователю. В альтернативном варианте реализации измеритель может содержать специальные схемы, такие как схемы приложения потенциала и приема сигнала. Такая специальная схема может быть встроена в отдельный модуль, который может сопрягаться через интерфейс с базовым вычислительным устройством, таким как карманный компьютер или компьютер другого типа. В таком варианте реализации базовое устройство может выполнять функции управления, анализа, хранения данных и/или отображения. Такой вариант реализации позволяет получить менее дорогой измеритель, так как базовое вычислительное устройство может быть предпочтительным для реализации многих функций и, как таковое, не рассматривается как часть стоимости электрохимической измерительной системы. В любом из этих вариантов реализации измеритель или базовое вычислительное устройство могут быть способны устанавливать связь с внешними устройствами, такими как локальные компьютерные сети или Интернет, чтобы облегчать пользователю распространение результатов теста и обеспечивать возможность модернизации системы.
ВЫПОЛНЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Электрохимическая ячейка, показанная на фиг.1 или 2, может быть использована для обеспечения улучшенного обнаружения аналита. Однако с целью иллюстрации способы согласно предпочтительным вариантам реализации описываются только в отношении электрохимической ячейки 10 по фиг.1, в которой электрод 34 и электрод 38 заданы в качестве рабочих электродов, а электрод 36 и электрод 32 - в качестве противоэлектродов. Аналитом в этом контексте может быть непосредственно само представляющее интерес вещество(а) в пробе или продукты химических реакций с представляющим интерес веществом(ами). Электроды 32 и 34 расположены достаточно близко друг к другу, так что продукты электрохимических реакций на электроде 32 диффундируют на электрод 34 и вступают в реакцию на нем во время теста. Расстояние между ними обычно составляет менее примерно 500 мкм, предпочтительно - менее примерно 450, 400, 350, 300 или 250 мкм, более предпочтительно - менее примерно 200, 150 или 100 мкм, а наиболее предпочтительно - менее примерно 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или 1 мкм. Электроды 36 и 38, однако, расположены достаточно далеко друг от друга, так что продукты реакции на электроде 36 не достигают электрода 38 во время теста. Расстояние между последними обычно составляет более примерно 500 мкм, предпочтительно - более примерно 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900 или 950 мкм, а наиболее предпочтительно - более примерно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 25 или 50 мм. В любом случае, зазор между электродом 36 и электродом 38 в типичном случае является существенно большим, чем зазор между электродом 32 и электродом 34.
Когда раствор, содержащий аналит, заполняет полости 29 и 28, между электродом 32 и электродом 34 прикладывают потенциал посредством первой внешней схемы, а между электродом 36 и электродом 38 - посредством второй внешней схемы. Эти потенциалы имеют такую полярность, что аналит вступает в электрохимическую реакцию на электроде 34 и электроде 38, и такую достаточную величину, что скорость электрохимической реакции лимитируется скоростью массопереноса аналита к электроду 34 или электроду 38. По мере продолжения приложения потенциалов продукты электрохимических реакций, образовавшиеся на электроде 32, диффундируют к электроду 34 и вступают там в реакцию, при этом нет достаточного времени для того, чтобы сколь-нибудь значительное количество продуктов реакций на электроде 36 достигло электрода 38. Посредством вычитания тока, протекающего между электродом 36 и электродом 38, из тока, протекающего между электродом 32 и электродом 34, может быть получен зависимый от времени сигнал тока, который обуславливается только реакцией на электроде 34 продуктов электрохимических реакций, образовавшихся на электроде 32. Для того, чтобы получить точную величину этого тока, электрод 34 и электрод 38 либо оба должны иметь одинаковую площадь, либо отдельные токи должны быть нормированы по соответствующим площадям рабочих электродов перед вычитанием токов.
Преимущество получения тока только вследствие реакции продуктов с противоэлектрода на рабочем электроде заключается в том, что устраняются вклады других паразитных токов. Эти паразитные токи включают в себя токи вследствие реакции электродных поверхностных групп, токи вследствие окисления или восстановления адсорбированных веществ, а также ток заряда электродов, то есть ток, который протекает для поляризации двойного электрического слоя на границе раздела электрод/раствор до потенциала, который прикладывается через эту границу раздела внешней схемой. Эти токи протекают в короткие промежутки времени и ограничивают тот краткий промежуток времени, в течение которого с некоторой достоверностью может быть получен ток, связанный с аналитом. Посредством использования этого метода для устранения вкладов паразитных токов сигнал тока в более короткие промежутки времени может быть использован для получения информации об аналите с повышенной достоверностью. Желательно иметь возможность использования сигнала тока в более короткие промежутки времени, так как это позволяет расположить электрод 32 и электрод 34 ближе друг к другу, чем может быть практичным в других случаях. При размещении электрода 32 и электрода 34 на более близком расстоянии продукты реакции с электрода 32 быстрее и в большем количестве достигают электрода 34. Это повышает сигнал тока и сокращает период времени, в течение которого токи контролируют (отслеживают) для получения требуемой информации об аналите.
В данном способе согласно предпочтительному варианту реализации электроды 32 и 34 образуют одну схему с источником питания для приложения соответствующего потенциала между электродами 32 и 34. Вторая схема, отдельная от первой, образуется между электродами 36 и 38 и источником питания, так что могут быть отдельно измерены ток, протекающий между электродами 32 и 34, и ток, протекающий между электродами 36 и 38. Альтернативно, вместо того, чтобы измерять токи отдельно, два тока могут быть вычтены электронным образом, а измерен только результирующий ток после вычитания.
Во втором способе согласно предпочтительному варианту реализации расположение электродов может быть использовано для эффективного усиления сигнала тока, возникающего в результате реакции аналита. В этом способе электрод 32 используют в качестве противоэлектрода как для электрода 34, так и для электрода 38 в течение по меньшей мере части теста. Реагент высушивают или иным образом осаждают внутри полости между электродом 32 и 34, причем реагент включает в себя медиатор, который является электрохимически обратимым и, предпочтительно, также реагирует химически с представляющим интерес аналитом для получения прореагировавшего медиатора, причем прореагировавший медиатор электрохимически образуется на электроде 32 из медиатора и способен реагировать электрохимически на электроде 34. Реагент, осажденный внутри полости 28, может содержать медиатор или, когда аналит способен реагировать непосредственно на электроде 38, может не содержать медиатора.
В течение теста потенциалы прикладывают таким образом, что аналит и/или медиатор, который химически прореагировал с аналитом, электрохимически реагируют на электроде 34 и 38. Противоэлектродом, используемым для завершения цепи как для электрода 34, так и для электрода 38, в этом способе использования является электрод 32. Электроны, собранные в результате реакций с аналитом или прореагировавшим медиатором на электроде 38, приводят к образованию равного количества прореагировавшего медиатора на электроде 32. Этот прореагировавший медиатор затем может переместиться к электроду 34 и реагировать с обратным преобразованием в медиатор. Таким образом ток, возникающий в результате присутствия аналита или прореагировавшего медиатора в объеме раствора в полости 28, используется для получения соответствующего количества прореагировавшего медиатора в объеме раствора в полости 29, таким образом фактически концентрируя вещество, связанное с аналитом, из полости 28 в полость 29, создавая усиленный сигнал тока от аналита. Вследствие наличия рассматриваемых диффузионных расстояний прореагировавший в полости 29 медиатор остается по существу в полости 29 в течение всего теста. Для того чтобы гарантировать, что это так, предпочтительно выбирают длину полости 29, которая больше, чем расстояние между электродом 36 и электродом 38. В этом случае в течение времени, которое необходимо для того, чтобы медиатор диффундировал с электрода 36 на электрод 38, только небольшая доля материала в полости 29 диффундирует в полость 28.
В качестве примера этого способа, в том случае, если площадь электрода 38 в десять раз больше площади электрода 34, а толщина полости 28 в десять раз больше толщины полости 29, то концентрация прореагировавшего медиатора в полости 29 вплоть до 101 раза больше концентрации, которая присутствует в том случае, если бы использовались только электрод 32 и электрод 34. Поэтому в данном примере предел обнаружения аналита снижен вплоть до 101 раза. Например, если концентрация аналита или прореагировавшего медиатора в растворе, наполняющем полости 29 и 28, составляла первоначально X, то после того как по существу весь аналит или прореагировавший медиатор, присутствующий в растворе над электродом 38, электрохимически вступил в реакцию на электроде 38, количество молей аналита или прореагировавшего медиатора создало соответствующее количество молей прореагировавшего медиатора в полости 29. Так как в этом примере объем раствора над электродом 38 в 100 раз превышает объем полости 29, то концентрация прореагировавшего медиатора в полости 29 теперь равна Х+100·Х, т.е. первоначальное присутствующее в полости 29 количество плюс умноженное на 100 первоначальное количество вследствие реакций на электроде 38. Следует отметить, что для того, чтобы этот способ обладал полезностью, необязательно, чтобы весь аналит или прореагировавший медиатор в растворе над электродом 38 вступил в реакцию. В некоторых случаях, например тех, где желательно пожертвовать некоторым усилением сигнала ради более короткого времени теста, вступает в реакцию только часть аналита или прореагировавшего медиатора, присутствующего в растворе над электродом 38, до тех пор, пока доля прореагировавшего вещества полезна и достаточна для получения полезного усиления сигнала.
При необходимости, для того чтобы еще более снизить электрический шум, после того, как требуемая доля аналита или прореагировавшего медиатора (в типичном случае - по существу весь) электрохимически вступила в реакцию на электроде 38, цепь между электродом 32 и электродом 38 может быть разорвана, оставляя только электрод 32 и электрод 34 с потенциалами между ними. Ток, протекающий между электродом 32 и электродом 34, затем может контролироваться для определения концентрации прореагировавшего медиатора в полости 29, которая связана известным образом с первоначальной концентрацией аналита. Эта процедура снижает электрический шум во время определения концентрации, так как устраняется шум, создаваемый электродом 38. Момент времени, при котором разрывается цепь между электродом 32 и электродом 38, может быть определен, например, в результате установки порогового тока между электродом 32 и электродом 38 ниже того значения, при котором происходит разрыв. Следует отметить, что в этом способе измерения тока второй противоэлектрод 36 необязателен, и поэтому он может быть опущен.
Еще одним возможным способом снижения электрического шума вследствие заряда электрода и других паразитных токов является использование электрода 36 в качестве противоэлектрода для электрода 38 в течение фазы заряда электрода непосредственно после того, как был приложен потенциал между электродом 36 и электродом 38. После того, как электрод 38 поляризуется до правильного потенциала, противоэлектрод для электрода 38 может быть переключен и становится электродом 32. Момент времени, при котором противоэлектрод переключается, может быть, например, установлен в фиксированный момент времени, для которого известно, что по существу завершены реакции заряда электрода и реакции поверхностных групп, но до того, как на электроде 38 прореагировало значительное количество аналита или прореагировавшего медиатора. Если электрод 36 и электрод 38 имеют по существу одинаковую площадь, то тогда ток заряда не приводит к образованию какого-то значительного количества дополнительного прореагировавшего медиатора вследствие процесса заряда.
Еще одним дополнительным способом снижения шума вследствие заряда электрода и других паразитных токов является использование электрода 36 в качестве противоэлектрода для электродов 34 и 38 в течение фазы заряда электрода непосредственно после того, как к электродам 34 и 38 был приложен потенциал. После того, как электроды 34 и 38 поляризуются до правильного потенциала, а также после электрохимической реакции некоторой части или всех поверхностных и адсорбированных групп или прореагировавшего медиатора, присутствующих в любом слое сухого реагента рядом с электродом 34, противоэлектрод для электродов 34 и 38 может быть переключен на электрод 36. Как описано выше, переключение противоэлектрода может происходить в фиксированный момент времени. Эта процедура позволяет уменьшить или устранить влияние паразитного прореагировавшего медиатора или других электрохимически активных веществ. В этих двух вариантах присутствует второй противоэлектрод 36.
В вышеописанных способах желательно, чтобы в наполняющем ячейку растворе также присутствовала электрохимически инертная растворимая соль в концентрации, существенно более высокой, чем аналит, причем полученная либо из самой пробы, либо из реагентов, осажденных внутри ячейки. Эта инертная соль служит для того, чтобы проводить электрический ток в растворе между полостью 29 и полостью 28, когда электрод 32 используется в качестве противоэлектрода для электрода 38, минимизируя потери прореагировавшего медиатора из полости 29 вследствие электромиграции.
В вышеприведенном описании предложено несколько способов и устройств по настоящему изобретению. Настоящее изобретение допускает модификации этих способов и устройств, а также изменения в способах изготовления и оборудовании. Такие модификации станут очевидными для специалиста в данной области техники при изучении этого описания или при осуществлении на практике раскрытого в нем изобретения. Следовательно, предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается предусмотренными здесь конкретными вариантами реализации, а охватывает все модификации и альтернативные варианты, находящиеся в пределах действительного объема и сущности изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (33)

1.Способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, содержащий этапы, на которых
a) обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый
рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод;
b) выбирают расстояние между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом так, что продукты реакции с первого противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод;
c) выбирают расстояние между первым рабочим электродом и вторым противоэлектродом так, что значительное количество продуктов реакции со второго противоэлектрода не поступает на первый рабочий электрод;
d) выбирают расстояние между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, которое является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, так что значительное количество продуктов реакции со второго противоэлектрода не поступает на второй рабочий электрод;
e) прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом;
f) прикладывают разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом;
g) выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или скорость электровосстановления окисленной формы окислительно-восстановительного вещества лимитируется диффузией;
h) выбирают потенциал второго рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или скорость электровосстановления окисленной формы окислительно-восстановительного вещества лимитируется диффузией;
i) вычитают ток, протекающий между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, из тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, в результате чего получают скорректированный ток;
j) и получают из скорректированного тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества.
2. Способ по п.1, в котором площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются, по существу, одинаковыми.
3. Способ по п.1, в котором площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются разными, при этом этап i) содержит
определение тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом;
определение тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом;
нормирование тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, и тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, к одинаковой площади поверхности электродов для получения нормированного тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, и нормированного тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом; и
вычитание нормированного тока, протекающего между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом, из нормированного тока, протекающего между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом, в результате чего получают скорректированный ток.
4. Способ по п.1, в котором первый рабочий электрод и первый противоэлектрод отделены расстоянием менее примерно 500 мкм.
5. Способ по п.1, в котором первый рабочий электрод и первый противоэлектрод разделены расстоянием менее примерно 200 мкм.
6. Способ по п.1, в котором второй рабочий электрод и второй противоэлектрод разделены расстоянием более примерно 500 мкм.
7. Способ по п.1, в котором первый рабочий электрод и второй противоэлектрод разделены расстоянием более примерно 500 мкм.
8. Способ по п.1, в котором второй рабочий электрод и второй противоэлектрод разделены расстоянием более примерно 1 мм.
9. Способ по п.1, в котором первый рабочий электрод и второй противоэлектрод разделены расстоянием более примерно 1 мм.
10. Способ по п.1, в котором окислительно-восстановительное вещество представляет собой медиатор и концентрация восстановленной или окисленной формы медиатора указывает на концентрацию аналита, и при этом определяют меру коэффициента диффузии восстановленной или окисленной формы медиатора в качестве промежуточного результата при определении концентрации аналита.
11. Способ по п.1, в котором окислительно-восстановительное вещество представляет собой медиатор.
12. Способ по п.1, в котором электрохимическая ячейка дополнительно содержит отдельный электрод сравнения.
13. Способ по п.10, в котором аналит представляет собой глюкозу.
14. Электрохимическая ячейка, содержащая первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод, причем первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее примерно 500 мкм, первый рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более примерно 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более примерно 500 мкм.
15. Электрохимическая ячейка по п.14, в которой первый рабочий электрод и первый противоэлектрод обращены друг к другу.
16. Электрохимическая ячейка по п.14, в которой первый рабочий электрод и первый противоэлектрод расположены бок о бок.
17. Электрохимическая ячейка по п.14, в которой второй рабочий электрод и второй противоэлектрод обращены друг к другу.
18. Электрохимическая ячейка по п.14, в которой второй рабочий электрод и второй противоэлектрод расположены бок о бок.
19. Электрохимическая ячейка по п.14, в которой первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод расположены бок о бок.
20. Электрохимическая ячейка по п.14, в которой первый рабочий электрод и второй рабочий электрод имеют, по существу, соответствующие площади.
21. Электрохимическая ячейка по п.14, дополнительно содержащая отдельный электрод сравнения.
22. Электрохимическая ячейка по п.14, которая представляет собой полую электрохимическую ячейку.
23. Электрохимическая ячейка по п.22, имеющая эффективный объем менее 1,5 мкл.
24. Устройство для определения концентрации окислительно-восстановительного вещества в электрохимической ячейке, содержащее
электрохимическую ячейку, имеющую первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод и характеризующуюся тем, что первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее 500 мкм, первый рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более 500 мкм;
электрическую схему, способную прикладывать разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом; и электрическую схему, способную прикладывать разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом.
25. Устройство по п.24, которое представляет собой измеритель глюкозы.
26. Электрохимическая ячейка, содержащая первый рабочий электрод, первый противоэлектрод и второй рабочий электрод, причем первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее примерно 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием более примерно 500 мкм.
27. Способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, содержащий этапы, на которых
a) обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, противоэлектрод и второй рабочий электрод;
b) выбирают расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом так, что продукты реакции с противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод, и так, что расстояние между вторым рабочим электродом и противоэлектродом является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом;
c) обеспечивают наличие окислительно-восстановительного вещества, при этом по меньшей мере полезная доля окислительно-восстановительного вещества, первоначально присутствующего в растворе над вторым рабочим электродом, была восстановлена или окислена на втором рабочем электроде;
d) прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и противоэлектродом;
e) выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы или электровосстановления окисленной формы упомянутого вещества лимитируется диффузией;
f) определяют ток, протекающий между первым рабочим электродом и противоэлектродом; и
g) получают из этого тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или концентрацию окисленной формы окислительно-восстановительного вещества.
28. Способ по п.27, в котором площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются, по существу, одинаковыми.
29. Способ по п.27, в котором площадь поверхности первого рабочего электрода и площадь поверхности второго рабочего электрода являются существенно разными.
30. Способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, содержащий этапы, на которых
a) обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, второй рабочий электрод и противоэлектрод;
b) выбирают расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом так, что продукты реакции с противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод;
c) выбирают расстояние между вторым рабочим электродом и противоэлектродом, которое является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом, так что значительное количество продуктов реакции с противоэлектрода не поступает на второй рабочий электрод;
d) прикладывают разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и противоэлектродом, в результате чего, по существу, заряжают второй рабочий электрод и в результате этого, по существу, завершают реакции поверхностных групп;
e) разрывают цепь между вторым рабочим электродом и противоэлектродом до того, как значительное количество окислительно-восстановительного вещества прореагирует на втором рабочем электроде;
f) прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и противоэлектродом;
g) выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или скорость электровосстановления окисленной формы окислительно-восстановительного вещества лимитируется диффузией;
h) определяют ток, протекающий между первым рабочим электродом и противоэлектродом; и
i) получают из этого тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества.
31. Способ определения концентрации восстановленной или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества, содержащий этапы, на которых
a) обеспечивают наличие электрохимической ячейки, содержащей первый рабочий электрод, второй рабочий электрод и противоэлектрод;
b) выбирают расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом так, что продукты реакции с противоэлектрода поступают на первый рабочий электрод;
c) выбирают расстояние между вторым рабочим электродом и противоэлектродом, которое является существенно большим, чем расстояние между первым рабочим электродом и противоэлектродом, так что значительное количество продуктов реакции с противоэлектрода не поступает на второй рабочий электрод;
d) прикладывают разность электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и противоэлектродом и между первым рабочим электродом и противоэлектродом, в результате чего, по существу, заряжают второй рабочий электрод и первый рабочий электрод и в результате чего, по существу, завершают реакции поверхностных групп;
e) разрывают цепь между вторым рабочим электродом и противоэлектродом до того, как значительное количество упомянутого вещества прореагирует на втором рабочем электроде;
f) прикладывают разность электрических потенциалов между первым рабочим электродом и противоэлектродом;
g) выбирают потенциал первого рабочего электрода так, что скорость электроокисления восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или скорость электровосстановления окисленной формы окислительно-восстановительного вещества лимитируется диффузией;
h) определяют ток, протекающий между первым рабочим электродом и противоэлектродом; и
i) получают из этого тока величину, указывающую на концентрацию восстановленной формы окислительно-восстановительного вещества или окисленной формы окислительно-восстановительного вещества.
32. Устройство для определения концентрации окислительно-восстановительного вещества в электрохимической ячейке, содержащее
электрохимическую ячейку, имеющую первый рабочий электрод, первый противоэлектрод, второй рабочий электрод и второй противоэлектрод и характеризующуюся тем, что первый рабочий электрод отделен от первого противоэлектрода расстоянием менее 500 мкм, первый рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более 500 мкм, а второй рабочий электрод отделен от второго противоэлектрода расстоянием более 500 мкм;
средства приложения разности электрических потенциалов между первым рабочим электродом и первым противоэлектродом; и
средства приложения разности электрических потенциалов между вторым рабочим электродом и вторым противоэлектродом.
33. Устройство по п.32, которое представляет собой измеритель глюкозы.
RU2003118328/09A 2001-10-10 2002-10-01 Электрохимическая ячейка RU2297696C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32884601P 2001-10-10 2001-10-10
US60/328,846 2001-10-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003118328A RU2003118328A (ru) 2004-12-10
RU2297696C2 true RU2297696C2 (ru) 2007-04-20

Family

ID=23282699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003118328/09A RU2297696C2 (ru) 2001-10-10 2002-10-01 Электрохимическая ячейка

Country Status (12)

Country Link
US (3) US7431820B2 (ru)
EP (1) EP1442289A2 (ru)
JP (2) JP4767493B2 (ru)
KR (1) KR100955587B1 (ru)
CN (3) CN1920548B (ru)
AU (1) AU2002340079A1 (ru)
CA (1) CA2429360C (ru)
HK (1) HK1066062A1 (ru)
IL (2) IL156007A0 (ru)
RU (1) RU2297696C2 (ru)
TW (1) TWI227066B (ru)
WO (1) WO2003032411A2 (ru)

Families Citing this family (111)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7885697B2 (en) 2004-07-13 2011-02-08 Dexcom, Inc. Transcutaneous analyte sensor
US6391005B1 (en) 1998-03-30 2002-05-21 Agilent Technologies, Inc. Apparatus and method for penetration with shaft having a sensor for sensing penetration depth
US20050103624A1 (en) 1999-10-04 2005-05-19 Bhullar Raghbir S. Biosensor and method of making
US8641644B2 (en) 2000-11-21 2014-02-04 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Blood testing apparatus having a rotatable cartridge with multiple lancing elements and testing means
US9427532B2 (en) 2001-06-12 2016-08-30 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Tissue penetration device
US7981056B2 (en) 2002-04-19 2011-07-19 Pelikan Technologies, Inc. Methods and apparatus for lancet actuation
US7025774B2 (en) 2001-06-12 2006-04-11 Pelikan Technologies, Inc. Tissue penetration device
JP4149911B2 (ja) 2001-06-12 2008-09-17 ペリカン テクノロジーズ インコーポレイテッド 電気式ランセットアクチュエータ
US9795747B2 (en) 2010-06-02 2017-10-24 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Methods and apparatus for lancet actuation
US8337419B2 (en) 2002-04-19 2012-12-25 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Tissue penetration device
ES2336081T3 (es) 2001-06-12 2010-04-08 Pelikan Technologies Inc. Dispositivo de puncion de auto-optimizacion con medios de adaptacion a variaciones temporales en las propiedades cutaneas.
US9226699B2 (en) 2002-04-19 2016-01-05 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Body fluid sampling module with a continuous compression tissue interface surface
AU2002348683A1 (en) 2001-06-12 2002-12-23 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for lancet launching device integrated onto a blood-sampling cartridge
CN1920548B (zh) * 2001-10-10 2013-05-29 生命扫描有限公司 一种制造电化学电池的方法
US8010174B2 (en) 2003-08-22 2011-08-30 Dexcom, Inc. Systems and methods for replacing signal artifacts in a glucose sensor data stream
US8260393B2 (en) 2003-07-25 2012-09-04 Dexcom, Inc. Systems and methods for replacing signal data artifacts in a glucose sensor data stream
US7547287B2 (en) 2002-04-19 2009-06-16 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7892183B2 (en) 2002-04-19 2011-02-22 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for body fluid sampling and analyte sensing
US7229458B2 (en) 2002-04-19 2007-06-12 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US8267870B2 (en) 2002-04-19 2012-09-18 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for body fluid sampling with hybrid actuation
US7331931B2 (en) 2002-04-19 2008-02-19 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7491178B2 (en) 2002-04-19 2009-02-17 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7297122B2 (en) 2002-04-19 2007-11-20 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7232451B2 (en) 2002-04-19 2007-06-19 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US9314194B2 (en) 2002-04-19 2016-04-19 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Tissue penetration device
US7674232B2 (en) 2002-04-19 2010-03-09 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US8360992B2 (en) 2002-04-19 2013-01-29 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for penetrating tissue
US7909778B2 (en) 2002-04-19 2011-03-22 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US7976476B2 (en) 2002-04-19 2011-07-12 Pelikan Technologies, Inc. Device and method for variable speed lancet
US8702624B2 (en) 2006-09-29 2014-04-22 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Analyte measurement device with a single shot actuator
US7175642B2 (en) 2002-04-19 2007-02-13 Pelikan Technologies, Inc. Methods and apparatus for lancet actuation
US9795334B2 (en) 2002-04-19 2017-10-24 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for penetrating tissue
US8579831B2 (en) 2002-04-19 2013-11-12 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for penetrating tissue
US8372016B2 (en) 2002-04-19 2013-02-12 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for body fluid sampling and analyte sensing
US7198606B2 (en) 2002-04-19 2007-04-03 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for a multi-use body fluid sampling device with analyte sensing
US8784335B2 (en) 2002-04-19 2014-07-22 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Body fluid sampling device with a capacitive sensor
US9248267B2 (en) 2002-04-19 2016-02-02 Sanofi-Aventis Deustchland Gmbh Tissue penetration device
US8221334B2 (en) 2002-04-19 2012-07-17 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for penetrating tissue
US7901362B2 (en) 2002-04-19 2011-03-08 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for penetrating tissue
US8574895B2 (en) 2002-12-30 2013-11-05 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus using optical techniques to measure analyte levels
US20070032812A1 (en) * 2003-05-02 2007-02-08 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for a tissue penetrating device user interface
EP1628567B1 (en) 2003-05-30 2010-08-04 Pelikan Technologies Inc. Method and apparatus for fluid injection
US7850621B2 (en) 2003-06-06 2010-12-14 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for body fluid sampling and analyte sensing
WO2006001797A1 (en) 2004-06-14 2006-01-05 Pelikan Technologies, Inc. Low pain penetrating
WO2004113900A2 (en) 2003-06-20 2004-12-29 Roche Diagnostics Gmbh Test strip with flared sample receiving chamber
US8148164B2 (en) 2003-06-20 2012-04-03 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for determining the concentration of an analyte in a sample fluid
US8058077B2 (en) 2003-06-20 2011-11-15 Roche Diagnostics Operations, Inc. Method for coding information on a biosensor test strip
US8071030B2 (en) 2003-06-20 2011-12-06 Roche Diagnostics Operations, Inc. Test strip with flared sample receiving chamber
US7452457B2 (en) 2003-06-20 2008-11-18 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for analyte measurement using dose sufficiency electrodes
US7715893B2 (en) 2003-12-05 2010-05-11 Dexcom, Inc. Calibration techniques for a continuous analyte sensor
US20190357827A1 (en) 2003-08-01 2019-11-28 Dexcom, Inc. Analyte sensor
US20140121989A1 (en) 2003-08-22 2014-05-01 Dexcom, Inc. Systems and methods for processing analyte sensor data
US7920906B2 (en) 2005-03-10 2011-04-05 Dexcom, Inc. System and methods for processing analyte sensor data for sensor calibration
EP1671096A4 (en) 2003-09-29 2009-09-16 Pelikan Technologies Inc METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING IMPROVED SAMPLE CAPTURING DEVICE
US7357851B2 (en) 2003-09-30 2008-04-15 Abbott Laboratories Electrochemical cell
EP1680014A4 (en) 2003-10-14 2009-01-21 Pelikan Technologies Inc METHOD AND APPARATUS PROVIDING A VARIABLE USER INTERFACE
WO2005040407A1 (en) * 2003-10-24 2005-05-06 Bayer Healthcare Llc Enzymatic electrochemical biosensor
US9247900B2 (en) 2004-07-13 2016-02-02 Dexcom, Inc. Analyte sensor
US8532730B2 (en) 2006-10-04 2013-09-10 Dexcom, Inc. Analyte sensor
US11633133B2 (en) 2003-12-05 2023-04-25 Dexcom, Inc. Dual electrode system for a continuous analyte sensor
US8423114B2 (en) 2006-10-04 2013-04-16 Dexcom, Inc. Dual electrode system for a continuous analyte sensor
US8364231B2 (en) 2006-10-04 2013-01-29 Dexcom, Inc. Analyte sensor
EP3263032B1 (en) 2003-12-09 2024-01-24 Dexcom, Inc. Signal processing for continuous analyte sensor
EP1706026B1 (en) 2003-12-31 2017-03-01 Sanofi-Aventis Deutschland GmbH Method and apparatus for improving fluidic flow and sample capture
US7822454B1 (en) 2005-01-03 2010-10-26 Pelikan Technologies, Inc. Fluid sampling device with improved analyte detecting member configuration
US8828203B2 (en) 2004-05-20 2014-09-09 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Printable hydrogels for biosensors
WO2005120365A1 (en) 2004-06-03 2005-12-22 Pelikan Technologies, Inc. Method and apparatus for a fluid sampling device
US9775553B2 (en) 2004-06-03 2017-10-03 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for a fluid sampling device
US7569126B2 (en) 2004-06-18 2009-08-04 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for quality assurance of a biosensor test strip
CA2973124C (en) * 2004-10-12 2020-01-07 Ascensia Diabetes Care Holdings Ag Concentration determination in a diffusion barrier layer
US20060167382A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-27 Ajay Deshmukh Method and apparatus for storing an analyte sampling and measurement device
US8652831B2 (en) 2004-12-30 2014-02-18 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Method and apparatus for analyte measurement test time
JP2006278896A (ja) 2005-03-30 2006-10-12 Tdk Corp 電気化学デバイス
DE102005026306B4 (de) 2005-06-08 2007-07-19 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gassensor
US8066866B2 (en) * 2005-10-17 2011-11-29 Lifescan, Inc. Methods for measuring physiological fluids
US7955484B2 (en) * 2005-12-14 2011-06-07 Nova Biomedical Corporation Glucose biosensor and method
US7653425B2 (en) 2006-08-09 2010-01-26 Abbott Diabetes Care Inc. Method and system for providing calibration of an analyte sensor in an analyte monitoring system
US8219173B2 (en) 2008-09-30 2012-07-10 Abbott Diabetes Care Inc. Optimizing analyte sensor calibration
US20090209883A1 (en) * 2008-01-17 2009-08-20 Michael Higgins Tissue penetrating apparatus
EP2265324B1 (en) 2008-04-11 2015-01-28 Sanofi-Aventis Deutschland GmbH Integrated analyte measurement system
US8924159B2 (en) 2008-05-30 2014-12-30 Abbott Diabetes Care Inc. Method and apparatus for providing glycemic control
US9375169B2 (en) 2009-01-30 2016-06-28 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Cam drive for managing disposable penetrating member actions with a single motor and motor and control system
US20100219085A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Edwards Lifesciences Corporation Analyte Sensor Offset Normalization
US8721870B2 (en) * 2009-03-19 2014-05-13 Edwards Lifesciences Corporation Membrane system with sufficient buffering capacity
US8221994B2 (en) * 2009-09-30 2012-07-17 Cilag Gmbh International Adhesive composition for use in an immunosensor
US8632664B2 (en) * 2009-10-27 2014-01-21 Lifescan Scotland Limited Test meter for use with a dual chamber, multi-analyte test strip with opposing electrodes
US8323467B2 (en) 2009-10-27 2012-12-04 Lifescan Scotland Limited Dual chamber, multi-analyte test strip with opposing electrodes
US8101065B2 (en) * 2009-12-30 2012-01-24 Lifescan, Inc. Systems, devices, and methods for improving accuracy of biosensors using fill time
US8877034B2 (en) * 2009-12-30 2014-11-04 Lifescan, Inc. Systems, devices, and methods for measuring whole blood hematocrit based on initial fill velocity
US8342007B2 (en) * 2010-02-10 2013-01-01 Dionex Corporation Electrochemical detection cell for liquid chromatography system
US8965476B2 (en) 2010-04-16 2015-02-24 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Tissue penetration device
JP5698085B2 (ja) * 2010-07-12 2015-04-08 アークレイ株式会社 バイオセンサ及びその製造方法
US8603323B2 (en) * 2010-09-20 2013-12-10 Lifescan, Inc. Apparatus and process for improved measurements of a monitoring device
US8932445B2 (en) 2010-09-30 2015-01-13 Cilag Gmbh International Systems and methods for improved stability of electrochemical sensors
US8617370B2 (en) 2010-09-30 2013-12-31 Cilag Gmbh International Systems and methods of discriminating between a control sample and a test fluid using capacitance
GB201017625D0 (en) * 2010-10-19 2010-12-01 Isis Innovation Electrochemical detection method
ES2847578T3 (es) 2011-04-15 2021-08-03 Dexcom Inc Calibración avanzada de sensor de analito y detección de errores
US20130084590A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Lifescan Scotland Ltd. Analytical test strip with bodily fluid phase-shift measurement electrodes
EP2901153A4 (en) 2012-09-26 2016-04-27 Abbott Diabetes Care Inc METHOD AND DEVICE FOR IMPROVING DELAY CORRECTION FUNCTION DURING IN VIVO MEASUREMENT OF ANALYZ CONCENTRATION WITH ANALYZ CONCENTRATION VARIABILITY AND RANGE DATA
EP3071965A1 (en) 2013-11-21 2016-09-28 Avails Medical, Inc. Electrical biosensor for detecting a substance in a bodily fluid, and method and system for same
US10197522B2 (en) 2015-03-18 2019-02-05 Materion Corporation Multilayer constructs for metabolite strips providing inert surface and mechanical advantage
US10378098B2 (en) 2015-03-18 2019-08-13 Materion Corporation Methods for optimized production of multilayer metal/transparent conducting oxide (TCO) constructs
WO2017020019A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Parker-Hannifin Corporation Solid-state electrodes and sensors having redox active surface areas
CA2996417A1 (en) 2015-08-25 2017-03-02 Avails Medical, Inc. Devices, systems and methods for detecting viable microorganisms in a fluid sample
US10254245B2 (en) 2016-01-25 2019-04-09 Avails Medical, Inc. Devices, systems and methods for detecting viable infectious agents in a fluid sample using an electrolyte-insulator-semiconductor sensor
US10174356B2 (en) 2016-05-31 2019-01-08 Avails Medical, Inc. Devices, systems and methods to detect viable infectious agents in a fluid sample and susceptibility of infectious agents to anti-infectives
US10261995B1 (en) * 2016-09-28 2019-04-16 Amazon Technologies, Inc. Semantic and natural language processing for content categorization and routing
IT201600126012A1 (it) * 2016-12-14 2018-06-14 Nanomaterials It S R L Cella elettrochimica miniaturizzata.
WO2018140699A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 Verily Life Sciences Llc Electrical circuit for biasing or measuring current from a sensor
WO2019005296A1 (en) 2017-06-27 2019-01-03 Avails Medical, Inc. APPARATUS, SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING THE SENSITIVITY OF MICROORGANISMS TO ANTI-INFECTIOUS
WO2019070739A1 (en) 2017-10-03 2019-04-11 Avails Medical, Inc. APPARATUSES, SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF MICROORGANISMS AND THE SENSITIVITY OF MICROORGANISMS TO ANTI-INFECTIOUS, BASED ON OXIDOREDUCTION REACTIONS

Family Cites Families (169)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE399768B (sv) 1975-09-29 1978-02-27 Lilja Jan E Kyvett for provtagning, blandning av, provet med ett reagensmedel och direkt utforande av, serskilt optisk, analys av det med reagensmedlet blandade provet
US4053381A (en) 1976-05-19 1977-10-11 Eastman Kodak Company Device for determining ionic activity of components of liquid drops
US4076596A (en) 1976-10-07 1978-02-28 Leeds & Northrup Company Apparatus for electrolytically determining a species in a fluid and method of use
JPS5912135B2 (ja) 1977-09-28 1984-03-21 松下電器産業株式会社 酵素電極
NL7903113A (nl) 1978-05-05 1979-11-07 Baker Chem Co J T Kinetische meting van glucoseconcentraties in lichaamsvloeistoffen en daartoe te gebruiken preparaten.
US4254546A (en) 1978-09-11 1981-03-10 Ses, Incorporated Photovoltaic cell array
US4233029A (en) 1978-10-25 1980-11-11 Eastman Kodak Company Liquid transport device and method
US4254083A (en) 1979-07-23 1981-03-03 Eastman Kodak Company Structural configuration for transport of a liquid drop through an ingress aperture
JPS5594560U (ru) 1978-12-20 1980-06-30
DE2913553C2 (de) 1979-04-04 1981-09-17 Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim Verfahren und Reagenz zur enzymatischen Bestimmung von Enzymsubstraten
JPS5827352B2 (ja) 1979-08-31 1983-06-08 旭硝子株式会社 電極層付着イオン交換膜の製造法
US4307188A (en) 1979-09-06 1981-12-22 Miles Laboratories, Inc. Precursor indicator compositions
US4301412A (en) 1979-10-29 1981-11-17 United States Surgical Corporation Liquid conductivity measuring system and sample cards therefor
US4303887A (en) 1979-10-29 1981-12-01 United States Surgical Corporation Electrical liquid conductivity measuring system
US4301414A (en) 1979-10-29 1981-11-17 United States Surgical Corporation Disposable sample card and method of making same
US4511659A (en) * 1983-03-04 1985-04-16 Esa, Inc. Liquid chromatograph with electrochemical detector and method
US4404065A (en) * 1980-01-14 1983-09-13 Enviromental Sciences Associates, Inc. Electrochemical detection system and method of analysis
SE419903B (sv) 1980-03-05 1981-08-31 Enfors Sven Olof Enzymelektrod
US4629563B1 (en) 1980-03-14 1997-06-03 Memtec North America Asymmetric membranes
US4774039A (en) 1980-03-14 1988-09-27 Brunswick Corporation Dispersing casting of integral skinned highly asymmetric polymer membranes
US4404066A (en) 1980-08-25 1983-09-13 The Yellow Springs Instrument Company Method for quantitatively determining a particular substrate catalyzed by a multisubstrate enzyme
JPS57118152A (en) 1981-01-14 1982-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Enzyme electrode
DE3103464C2 (de) 1981-02-02 1984-10-11 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht Dichtungsrahmen für Elektrodialyse-Membranstapel
DE3110879A1 (de) 1981-03-20 1982-09-30 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Elektrochemolumineszenzzelle
DE3278334D1 (en) 1981-10-23 1988-05-19 Genetics Int Inc Sensor for components of a liquid mixture
US4431004A (en) 1981-10-27 1984-02-14 Bessman Samuel P Implantable glucose sensor
DE3228542A1 (de) 1982-07-30 1984-02-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur bestimmung der konzentration elektrochemisch umsetzbarer stoffe
US4552840A (en) 1982-12-02 1985-11-12 California And Hawaiian Sugar Company Enzyme electrode and method for dextran analysis
CA1226036A (en) 1983-05-05 1987-08-25 Irving J. Higgins Analytical equipment and sensor electrodes therefor
US5682884A (en) 1983-05-05 1997-11-04 Medisense, Inc. Strip electrode with screen printing
CA1219040A (en) 1983-05-05 1987-03-10 Elliot V. Plotkin Measurement of enzyme-catalysed reactions
US5509410A (en) 1983-06-06 1996-04-23 Medisense, Inc. Strip electrode including screen printing of a single layer
US4533440A (en) 1983-08-04 1985-08-06 General Electric Company Method for continuous measurement of the sulfite/sulfate ratio
US4517291A (en) 1983-08-15 1985-05-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Biological detection process using polymer-coated electrodes
SE8305704D0 (sv) 1983-10-18 1983-10-18 Leo Ab Cuvette
US4508613A (en) 1983-12-19 1985-04-02 Gould Inc. Miniaturized potassium ion sensor
GB2154735B (en) 1984-01-27 1987-07-15 Menarini Sas Reagent for determining blood glucose content
US4591550A (en) 1984-03-01 1986-05-27 Molecular Devices Corporation Device having photoresponsive electrode for determining analytes including ligands and antibodies
US4554064A (en) 1984-03-28 1985-11-19 Imasco-Cdc Research Foundation Dual working-electrode electrochemical detector for high performance liquid chromatography
US5443710A (en) 1984-05-09 1995-08-22 Research Foundation, The City University Of New York Microelectrodes and their use in a cathodic electrochemical current arrangement with telemetric application
DE3568874D1 (en) 1984-06-13 1989-04-20 Ares Serono Inc Photometric instruments, their use in methods of optical analysis, and ancillary devices therefor
US5141868A (en) 1984-06-13 1992-08-25 Internationale Octrooi Maatschappij "Octropa" Bv Device for use in chemical test procedures
US5171689A (en) 1984-11-08 1992-12-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state bio-sensor
DE3687646T3 (de) 1985-06-21 2001-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biosensor und dessen herstellung.
US4664119A (en) 1985-12-04 1987-05-12 University Of Southern California Transcutaneous galvanic electrode oxygen sensor
SU1351627A2 (ru) 1986-03-27 1987-11-15 Томский инженерно-строительный институт Фильтрующий элемент
CA1283447C (en) 1986-06-20 1991-04-23 John W. Parce Zero volume electrochemical cell
JPS636451A (ja) 1986-06-27 1988-01-12 Terumo Corp 酵素センサ
GB8617661D0 (en) 1986-07-18 1986-08-28 Malvern Instr Ltd Laser doppler velocimetry
GB8618022D0 (en) 1986-07-23 1986-08-28 Unilever Plc Electrochemical measurements
US4828705A (en) 1986-10-31 1989-05-09 Kingston Technologies, Inc. Pressure-dependent anisotropic-transport membrane system
US4900424A (en) 1986-11-28 1990-02-13 Unilever Patent Holdings B.V. Electrochemical measurement cell
EP0278647A3 (en) 1987-02-09 1989-09-20 AT&T Corp. Electronchemical processes involving enzymes
GB2201248B (en) 1987-02-24 1991-04-17 Ici Plc Enzyme electrode sensors
JPS63211692A (ja) 1987-02-27 1988-09-02 株式会社日立製作所 両面配線基板
US5269903A (en) 1987-03-13 1993-12-14 Yoshito Ikariyama Microbioelectrode and method of fabricating the same
US4955947A (en) 1987-05-14 1990-09-11 Ace Orthopedic Manufacturing Pressure sensor
US4963815A (en) 1987-07-10 1990-10-16 Molecular Devices Corporation Photoresponsive electrode for determination of redox potential
US4812221A (en) 1987-07-15 1989-03-14 Sri International Fast response time microsensors for gaseous and vaporous species
US5064516A (en) 1987-07-16 1991-11-12 Gas Research Institute Measuring gas levels
US4790925A (en) 1987-09-18 1988-12-13 Mine Safety Appliances Company Electrochemical gas sensor
GB2212262B (en) 1987-11-09 1992-07-22 Solinst Canada Ltd Liquid level detector
US5108564A (en) 1988-03-15 1992-04-28 Tall Oak Ventures Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis
US5128015A (en) 1988-03-15 1992-07-07 Tall Oak Ventures Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis
GB2215846B (en) 1988-03-23 1992-04-22 Nat Res Dev Method and apparatus for measuring the type and concentration of ion species in liquids
DE68924026T3 (de) 1988-03-31 2008-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Biosensor und dessen herstellung.
JPH0658338B2 (ja) * 1988-05-18 1994-08-03 松下電器産業株式会社 バイオセンサ
FR2630546B1 (fr) 1988-04-20 1993-07-30 Centre Nat Rech Scient Electrode enzymatique et son procede de preparation
CA1316572C (en) 1988-07-18 1993-04-20 Martin J. Patko Precalibrated, disposable, electrochemical sensors
GB8817421D0 (en) 1988-07-21 1988-08-24 Medisense Inc Bioelectrochemical electrodes
GB2224356A (en) 1988-10-31 1990-05-02 Plessey Co Plc Biosensor device
US5089320A (en) 1989-01-09 1992-02-18 James River Ii, Inc. Resealable packaging material
US5089112A (en) 1989-03-20 1992-02-18 Associated Universities, Inc. Electrochemical biosensor based on immobilized enzymes and redox polymers
US5312590A (en) 1989-04-24 1994-05-17 National University Of Singapore Amperometric sensor for single and multicomponent analysis
JPH02310457A (ja) * 1989-05-26 1990-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
EP0400918A1 (en) 1989-05-31 1990-12-05 Nakano Vinegar Co., Ltd. Enzyme sensor
DE3921526A1 (de) 1989-06-30 1991-01-10 Draegerwerk Ag Diffusionsbarriere mit temperaturfuehler fuer einen elektrochemischen gassensor
DE3921528A1 (de) 1989-06-30 1991-01-10 Draegerwerk Ag Messzelle fuer den elektrochemischen gasnachweis
GB2235050B (en) 1989-08-14 1994-01-05 Sieger Ltd Electrochemical gas sensor
CA2024548C (en) 1989-09-05 2002-05-28 David Issachar Analyte specific chemical sensor
DE68925727T2 (de) 1989-09-15 1996-07-04 Hewlett Packard Gmbh Methode zur Bestimmung der optimalen Arbeitsbedingungen in einem elektrochemischen Detektor und elektrochemischer Detektor, diese Methode benutzend
GB8922126D0 (en) 1989-10-02 1989-11-15 Normalair Garrett Ltd Oxygen monitoring method and apparatus
DE69025134T2 (de) 1989-11-24 1996-08-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren zur Herstellung eines Biosensors
EP0505494B1 (en) * 1989-12-15 1995-07-12 Boehringer Mannheim Corporation Redox mediator reagent and biosensor
US5508171A (en) 1989-12-15 1996-04-16 Boehringer Mannheim Corporation Assay method with enzyme electrode system
US5243516A (en) 1989-12-15 1993-09-07 Boehringer Mannheim Corporation Biosensing instrument and method
DE4003194A1 (de) 1990-02-03 1991-08-08 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren und sensorelektrodensystem zur elektrochemischen bestimmung eines analyts oder einer oxidoreduktase sowie verwendung hierfuer geeigneter verbindungen
US5858188A (en) * 1990-02-28 1999-01-12 Aclara Biosciences, Inc. Acrylic microchannels and their use in electrophoretic applications
CA2036435A1 (en) 1990-03-26 1991-09-27 Paul J. Anderson Reagent unit
GB2244135B (en) * 1990-05-04 1994-07-13 Gen Electric Co Plc Sensor devices
US5243526A (en) 1990-05-18 1993-09-07 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Output control apparatus for vehicle
US5059908A (en) 1990-05-31 1991-10-22 Capital Controls Company, Inc. Amperimetric measurement with cell electrode deplating
US5320732A (en) 1990-07-20 1994-06-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biosensor and measuring apparatus using the same
ZA92804B (en) 1991-02-06 1992-12-30 Igen Inc Methods and apparatus for improved luminescence assays
US5192415A (en) 1991-03-04 1993-03-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biosensor utilizing enzyme and a method for producing the same
GB9105199D0 (en) * 1991-03-12 1991-04-24 Johnson & Johnson Orthopaedics Improvements in orthopaedic cast soles
JP3118015B2 (ja) 1991-05-17 2000-12-18 アークレイ株式会社 バイオセンサーおよびそれを用いた分離定量方法
DE4123348A1 (de) 1991-07-15 1993-01-21 Boehringer Mannheim Gmbh Elektrochemisches analysesystem
DE69219686T2 (de) * 1991-07-29 1997-09-11 Mochida Pharm Co Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Verwendung in spezifischen Bindungstests
GB9125044D0 (en) * 1991-11-26 1992-01-22 Brunner Mond & Co Ltd Production of alkali metal carbonates
JP3135959B2 (ja) * 1991-12-12 2001-02-19 アークレイ株式会社 バイオセンサーおよびそれを用いた分離定量方法
US5388163A (en) 1991-12-23 1995-02-07 At&T Corp. Electret transducer array and fabrication technique
AU3104293A (en) 1992-01-14 1993-07-15 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Viscometer
JP3084877B2 (ja) 1992-01-21 2000-09-04 松下電器産業株式会社 グルコースセンサの製造方法
DE69318332T2 (de) 1992-03-12 1998-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biosensor mit einem Katalysator aus Phosphat
JP2541081B2 (ja) 1992-08-28 1996-10-09 日本電気株式会社 バイオセンサ及びバイオセンサの製造・使用方法
DE69333945T2 (de) 1992-09-04 2006-06-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Flache Elektrode
FR2695481B1 (fr) 1992-09-07 1994-12-02 Cylergie Gie Dispositif de mesure ampérométrique comportant un capteur électrochimique.
EP0600607A3 (en) 1992-10-28 1996-07-03 Nakano Vinegar Co Ltd Coulometric analysis method and a device therefor.
JP3167464B2 (ja) 1992-11-26 2001-05-21 富士電機株式会社 インバータの故障診断装置
US5372932A (en) 1992-12-22 1994-12-13 Eastman Kodak Company Analytical element and method for the determination of a specific binding ligand using a 4-hydroxy or 4-alkoxyarylacetamide as stabilizer
FR2701117B1 (fr) 1993-02-04 1995-03-10 Asulab Sa Système de mesures électrochimiques à capteur multizones, et son application au dosage du glucose.
US5385846A (en) 1993-06-03 1995-01-31 Boehringer Mannheim Corporation Biosensor and method for hematocrit determination
US5366609A (en) 1993-06-08 1994-11-22 Boehringer Mannheim Corporation Biosensing meter with pluggable memory key
US5405511A (en) * 1993-06-08 1995-04-11 Boehringer Mannheim Corporation Biosensing meter with ambient temperature estimation method and system
US5413690A (en) 1993-07-23 1995-05-09 Boehringer Mannheim Corporation Potentiometric biosensor and the method of its use
GB9325189D0 (en) 1993-12-08 1994-02-09 Unilever Plc Methods and apparatus for electrochemical measurements
US5399256A (en) 1994-01-07 1995-03-21 Bioanalytical Systems, Inc. Electrochemical detector cell
WO1995022051A1 (en) 1994-02-09 1995-08-17 Abbott Laboratories Diagnostic flow cell device
US5762770A (en) 1994-02-21 1998-06-09 Boehringer Mannheim Corporation Electrochemical biosensor test strip
US5437999A (en) 1994-02-22 1995-08-01 Boehringer Mannheim Corporation Electrochemical sensor
AUPM506894A0 (en) 1994-04-14 1994-05-05 Memtec Limited Novel electrochemical cells
JP3027306B2 (ja) 1994-06-02 2000-04-04 松下電器産業株式会社 バイオセンサおよびその製造方法
US5518590A (en) 1994-06-21 1996-05-21 Pennzoil Products Company Electrochemical sensors for motor oils and other lubricants
GB9413525D0 (en) * 1994-07-05 1994-08-24 Unilever Plc Improvements in or relating to electrochemical instruments
GB9415499D0 (en) 1994-08-01 1994-09-21 Bartlett Philip N Electrodes and their use in analysis
DE4445948C2 (de) 1994-12-22 1998-04-02 Draegerwerk Ag Verfahren zum Betreiben einer amperometrischen Meßzelle
US6153069A (en) 1995-02-09 2000-11-28 Tall Oak Ventures Apparatus for amperometric Diagnostic analysis
US5517313A (en) 1995-02-21 1996-05-14 Colvin, Jr.; Arthur E. Fluorescent optical sensor
US5651869A (en) 1995-02-28 1997-07-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biosensor
US5607565A (en) 1995-03-27 1997-03-04 Coulter Corporation Apparatus for measuring analytes in a fluid sample
DE19511732C2 (de) 1995-03-31 1999-02-11 Tracto Technik Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungen im Erdreich zwischen Kontrollschächten
US5527446A (en) 1995-04-13 1996-06-18 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Gas sensor
US5620579A (en) 1995-05-05 1997-04-15 Bayer Corporation Apparatus for reduction of bias in amperometric sensors
US5695947A (en) 1995-06-06 1997-12-09 Biomedix, Inc. Amperometric cholesterol biosensor
US5567302A (en) 1995-06-07 1996-10-22 Molecular Devices Corporation Electrochemical system for rapid detection of biochemical agents that catalyze a redox potential change
AUPN363995A0 (en) * 1995-06-19 1995-07-13 Memtec Limited Electrochemical cell
US6413410B1 (en) * 1996-06-19 2002-07-02 Lifescan, Inc. Electrochemical cell
US5665215A (en) 1995-09-25 1997-09-09 Bayer Corporation Method and apparatus for making predetermined events with a biosensor
US5628890A (en) 1995-09-27 1997-05-13 Medisense, Inc. Electrochemical sensor
US6521110B1 (en) * 1995-11-16 2003-02-18 Lifescan, Inc. Electrochemical cell
US6174420B1 (en) * 1996-11-15 2001-01-16 Usf Filtration And Separations Group, Inc. Electrochemical cell
AUPN661995A0 (en) * 1995-11-16 1995-12-07 Memtec America Corporation Electrochemical cell 2
US6863801B2 (en) * 1995-11-16 2005-03-08 Lifescan, Inc. Electrochemical cell
IL116921A (en) * 1996-01-26 2000-11-21 Yissum Res Dev Co Electrochemical system for determination of an analyte in a liquid medium
US5707502A (en) * 1996-07-12 1998-01-13 Chiron Diagnostics Corporation Sensors for measuring analyte concentrations and methods of making same
EP0849589B1 (en) * 1996-12-20 2003-04-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cholesterol sensor and method for producing the same
WO1998035232A2 (en) * 1997-02-06 1998-08-13 The University Of North Carolina At Chapel Hill Electrochemical detection of specific binding
DE29709141U1 (de) 1997-05-24 1997-08-28 Kurt Schwabe Inst Fuer Mes Und Membranbedeckter elektrochemischer Gassensor
US6071391A (en) * 1997-09-12 2000-06-06 Nok Corporation Enzyme electrode structure
US5997817A (en) * 1997-12-05 1999-12-07 Roche Diagnostics Corporation Electrochemical biosensor test strip
JP3874321B2 (ja) 1998-06-11 2007-01-31 松下電器産業株式会社 バイオセンサ
US6251260B1 (en) * 1998-08-24 2001-06-26 Therasense, Inc. Potentiometric sensors for analytic determination
US6338790B1 (en) * 1998-10-08 2002-01-15 Therasense, Inc. Small volume in vitro analyte sensor with diffusible or non-leachable redox mediator
JP4062463B2 (ja) 1998-11-18 2008-03-19 グラフテック株式会社 記録装置
JP4066112B2 (ja) 1999-01-28 2008-03-26 株式会社スーパーシリコン研究所 ワイヤソーの制御方法及びワイヤソー
JP3572241B2 (ja) 2000-03-29 2004-09-29 京セラ株式会社 空燃比センサ素子
US6193873B1 (en) * 1999-06-15 2001-02-27 Lifescan, Inc. Sample detection to initiate timing of an electrochemical assay
US6413395B1 (en) * 1999-12-16 2002-07-02 Roche Diagnostics Corporation Biosensor apparatus
ES2238254T3 (es) * 1999-12-27 2005-09-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biosensor.
EP1167538A1 (de) * 2000-06-30 2002-01-02 Schibli Engineering GmbH Biosensor und Herstellverfahren dafür
CN1141320C (zh) 2001-05-18 2004-03-10 华南农业大学 甲胺磷人工抗原制备方法
US6544212B2 (en) * 2001-07-31 2003-04-08 Roche Diagnostics Corporation Diabetes management system
CN1920548B (zh) * 2001-10-10 2013-05-29 生命扫描有限公司 一种制造电化学电池的方法
US6780756B1 (en) * 2003-02-28 2004-08-24 Texas Instruments Incorporated Etch back of interconnect dielectrics
JP4343065B2 (ja) 2004-09-02 2009-10-14 Ｋｄｄｉ株式会社 無線通信装置および無線通信制御方法
JP5080018B2 (ja) 2005-08-02 2012-11-21 日本特殊陶業株式会社 色素増感型太陽電池
JP5002007B2 (ja) 2006-11-16 2012-08-15 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 導体路構造体を検査するセンサ素子、導体路構造体の検査装置、導体路構造体の検査方法、および、センサ素子の製造方法
JP5312761B2 (ja) 2007-08-09 2013-10-09 浜松ホトニクス株式会社 切断用加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002340079A1 (en) 2003-04-22
WO2003032411A3 (en) 2004-02-12
KR100955587B1 (ko) 2010-04-30
JP2005506528A (ja) 2005-03-03
US20090020438A1 (en) 2009-01-22
JP4767493B2 (ja) 2011-09-07
WO2003032411A2 (en) 2003-04-17
KR20040041090A (ko) 2004-05-13
CN1232818C (zh) 2005-12-21
CN1920548A (zh) 2007-02-28
CN1920548B (zh) 2013-05-29
IL156007A (en) 2009-08-03
IL156007A0 (en) 2003-12-23
HK1066062A1 (en) 2005-03-11
TWI227066B (en) 2005-01-21
CN1507561A (zh) 2004-06-23
US8486243B2 (en) 2013-07-16
CN1702456A (zh) 2005-11-30
US20040065562A1 (en) 2004-04-08
US8801907B2 (en) 2014-08-12
CA2429360A1 (en) 2003-04-17
JP2010060578A (ja) 2010-03-18
EP1442289A2 (en) 2004-08-04
CA2429360C (en) 2012-01-24
US7431820B2 (en) 2008-10-07
US20130277216A1 (en) 2013-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2297696C2 (ru) Электрохимическая ячейка
US6946067B2 (en) Method of forming an electrical connection between an electrochemical cell and a meter
AU2001276888B2 (en) Antioxidant sensor
US6872299B2 (en) Passive sample detection to initiate timing of an assay
AU2001276888A1 (en) Antioxidant sensor
JP2010032552A (ja) 液体サンプルの分析のための電気化学式バイオセンサストリップ
JP6246211B2 (ja) 電気化学センサ及びそれらの製造のための方法
RU2263904C2 (ru) Сенсор на антиоксиданты
IL153584A (en) Antioxidant sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201002