TW201415016A - 改良的分析物測量技術及系統 - Google Patents

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    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood

Abstract

本文描述的為施加複數個測試電壓至一測試條，以及測量一由該測試條之一測試槽中的一電化學反應所造成的電流暫態輸出之方法以及系統，可藉其測定高度準確之葡萄糖濃度。

Description

改良的分析物測量技術及系統
本發明係有關於改良的分析物測量技術及系統。
對當今社會而言，諸如血液或血液衍生產物之生理流體中的分析物檢測越來越重要。分析物檢測試驗有各種不同的應用，包含醫療實驗室測試、居家測試等，這些測試的結果在檢測以及照護許多疾病狀況中扮演重要角色。受關注的分析物包括用於糖尿病管理的葡萄糖、膽固醇以及其他類似的分析物。為響應此分析物偵檢之日漸增長的重要性，目前已經發展出各種不同的醫療或居家使用之分析物檢測協定與裝置。
電化學方法為其中一類用於分析物檢測的方法。在這樣的電化學方法中，將一水性液體樣本置放至一包括兩個電極(例如一相對電極以及一工作電極)的電化學單元中的一樣本接收槽中。使該分析物與一氧化還原反應物反應以形成一可被氧化(或可被還原)的物質，其含量對應至該分析物濃度。接著以電化學方式來測量該可被氧化(或可被還原)之物質當時存在的數量，再將其對應至該初始樣本中存在的分析物數量。
這樣的系統很容易受到各種類形的無效率及/或誤差之影響。其中一種由LifeScan公司所製造，命名為One-Touch Verio(Verio)來販售的血糖測量系統，在排除血容比之影響以及還原因子(例如尿酸)之干擾上具有非常良好的整體表現。儘管如此，仍有例如以尿酸形式存在的還原因子等干擾物會影響該方法所得的結果。特別是，有觀察到使用者的血糖數據對於血容比存有一潛在的依賴性。例如，考量一電活性物質(例如尿酸或是亞鐵氰化鉀)均勻地分布在該Verio測試條單元中的狀況。在切換電位後立即進行的測量處於一種狀態，其中正在形成的濃度梯度為半無限的：其尚未移動夠遠以到達該單元，因此其受到在相對電極處形成的梯度之影響。
另一觀察為內源性還原因子(例如尿酸)的影響，且其與葡萄糖無關。Verio測試條被相信是利用1.1秒之電流來消除干擾，其依據該1.1秒之電流且藉由在第三脈衝測量中預測干擾電流之幅度來達成：
其中b~0.678
此函數旨在求得完全由葡萄糖所造成的i R 之係數，其藉由使用一函數，當沒有干擾的時候該(i1.1=0)函數為1； 當有干擾的還原因子電流，但沒有葡萄糖(i 4.1 ,i 5 只包含干擾電流)的時候則該函數為0。如果是這種情況，i2corr應與干擾還原因子無關。
實驗顯示雖然當在中至高葡萄糖時i2corr會良好地移除iR的尿酸依賴性，但是當在低葡萄糖時，i2corr就無法完全移除iR的尿酸依賴性。但是儘管有這個還算成功的i R 校正，葡萄糖結果Gbasic(校正前的葡萄糖結果)仍顯著地受尿酸所影響，由其是在高葡萄糖時。
葡萄糖結果之方程式為：
其中p~0.523
a~0.14
zgr~2
其被相信雖然Gbasic在高葡萄糖時具有一強烈的尿酸依賴性，但是i2corr卻沒有，因此當受到高葡萄糖以及高干擾還原因子水平兩者影響時，該血容比補償函數將明顯地無法正確地發揮作用。這問題有一部分無疑是因為i L (自1.4秒至4秒的電流之總和)嚴重地受到干擾還原物質之影響而造成的。
需注意的是i L 是由一來自干擾還原因子之實質上穩態的電流，以及一因為來自該第二電極之亞鐵氰化物以及酵素的持續擴散而造成之漸增的葡萄糖電流所組成的。尿酸對於i L 之影響明顯大於對i R 之影響。前述的分析顯示在假設只有葡萄糖電流被偵測到的狀況下，該血容比補償函數應如何藉由補償紅血球細胞的效應來發揮作用。該血容比補償函數確實並非設計為在不同的干擾還原因子水平下皆能正確地發揮作用。發生的事據信為：當在高葡萄糖時，i L 增大，造成該血容比補償函數之不適當地小的數值以及低葡萄糖結果。
因為|i2corr|隨著尿酸因子的增加而增大，所以部分地補償了逐漸降低的干擾校正函數之效果。但是當在高葡萄糖時不會發生這樣的補償，此時i2corr作用得比較好。因此，其顯示在高葡萄糖時，對干擾還原因子存在一過度補償，實際上是至該血容比補償函數之輸入受到干擾，造成不正確的血容比補償。
雖然先前討論的該Verio系統在排除血容比以及干擾環原因子(例如尿酸)方面，具有非常良好的整體表現，但是有測試顯示Verio測試條並非完全不受內源性以及醫療性還原因子之干擾效應所影響。這些干擾於一般的干擾因子水平下通常都不大，但是因為在對於葡萄糖系統之嚴格的性能要求下，就可能必須要消除所有可能的干擾來源。為了尋找減少干擾的 方法，在不需要修改該測試條化學機制的狀況下，申請人擬修改這樣的系統中之葡萄糖測定技術。特別是申請人已發現該技術中導致無法達到最佳性能之部分，因此修改該技術以改良該測試條以及系統之性能表現。
因此，申請人已發現計算一分析物樣本的一分析物濃度之一方法的不同態樣。在一態樣中，本發明提供一利用一葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計。該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器。該方法可由以下步驟達成：插入該測試條至該測試計之一測試條埠連接器以將該測試條之至少兩電極連接至一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後估算一接近該電流暫態之一穩態電流輸出的電流；依據該電流暫態之第一、第二以及第三電流輸出，且利用一下列方程式來計算一血糖濃度： 其中：G 1 包含一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包含製造參數；i4.1包含在施加該第三電壓時所測量的電流；i5包含在施加該第三電壓時所測量的電流；i1.1包含在施加該第二電壓時所測量的電流；以及 i2包含在施加該第二電壓時所測量的電流。
在此方法中，該測量該第一電流輸出包括在該測試序列開始後約1.1秒時測量該至少兩電極之一電流輸出；該測量該第二電流輸出包括在該測試序列開始後約4.1秒時測量該至少兩電極之一電流輸出；該測量該穩態電流輸出包括在該測試序列開始後約5秒時測量該至少兩電極之一電流輸出；該製造參數a’約為0.14，b’約為4.9，c約為4.24，d約為11.28，p’約為0.548，以及zgr’約為9.38。
在又另一態樣中，本發明提供一利用一葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計。該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器。該方法可由以下步驟達成：插入該測試條至該測試計之一測試條埠連接器以將該測試條之至少兩電極連接至一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；利用該測試槽中的反應劑來使該樣本中的分析物從一形式轉變為一不同形式；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在該改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後估算一接近該電流暫態之一 穩態電流輸出的電流；依據該第一電流、第二電流以及估算電流來推導一初始葡萄糖比例電流；依據該初始葡萄糖比例電流來訂定一血容比補償因數；以及自該推導的初始葡萄糖比例電流以及該血容比補償因數來計算一葡萄糖濃度。在此特定的方法中，該推導包括依據以下方程式來計算該初始葡萄糖比例電流i2Corr’： 其中i2Corr’包括該初始葡萄糖比例電流，i4.1包括該在施加該第三電壓時所測量的電流；i5包括該在施加該第三電壓時所測量的電流；以及i1.1包括該在施加該第二電壓時所測量的電流；其中i4.1包括在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流，i5包括在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；以及i1.1包括在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流；其中該血容比補償因數包含該初始葡萄糖比例電流除以在施加該第二電壓時之電流輸出的累加所得之比例，其中該電流輸出的累加須減去一依據在施加該第二電壓時所測量之電流輸出所得的一偏移；該血容比補償因數的形式為： 其中p’包括一係數以及 其中i 2 包括一在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流以及41i 2 包括偏移。該方法進一步包括使用一使用一方程式，其形式為： 其中：G 1 包括一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包括製造參數；i4.1包括在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流；i5包括在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；i1.1包括在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流；以及i2包括在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流。
在一進一步態樣中，本發明提供一血糖測量系統，其包括一分析物測試條以及分析物計。該分析物測試條包括具有一反應劑置放於其上之一基板；以及在測試槽中的接近該反應劑的至少兩電極。該分析物計包括置放以連接至該兩電極的一測試條埠連接器；一電源；以及電性耦接至該測試條埠連接器以及該電源之一微控制器，該微控制器被程式化以依據一血容比補償因數以及初始葡萄糖比例電流來測定一葡萄糖濃度G 1 ，其中該血容比補償因數包含一比例，其包括該初始葡萄 糖比例電流，以讓至少97%的校正測試結果落於相應的偏差基準中：當與參考YSI數據比較時，在65mg/dL、240mg/dL或450mg/dL為±10mg/dL；當與參考YSI數據比較時，在65mg/dL、240mg/dL或450mg/dL為±12mg/dL；當與參考YSI數據比較時，在65mg/dL、240mg/dL或450mg/dL為±15mg/dL。在此系統中，該製造參數a’,b’,c,d,p’,zgr’是這樣的：a’約為0.14，b’約為4.9，c約為4.24，d約為11.28，p’約為0.548，以及zgr’約為9.38。
在又一進一步態樣中，本發明提供一利用一葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計。該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器。可藉由以下步驟來達到該方法：在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；利用該測試槽中的反應劑來使該樣本中的分析物從一形式轉變為一不同形式；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在該改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後估算一接近該電流暫態之一穩態電流輸出的電流；依據該第一電流、第二電流以及估算電流來推導一初始葡萄糖比例電流；以及依據該初始葡萄糖比例電流來訂定一血容比補償因 數。在此方法中，該訂定一血容比補償因數包括將該推導的初始葡萄糖比例電流除以在施加該第二電壓時之電流輸出的累加；該累加包括對於該累加之一偏移，其為依據在施加一第二電壓時測量的電流。此方法可進一步包括一依據該推導的初始葡萄糖比例電流之補償以及該血容比補償因數來計算一葡萄濃度之步驟；該血容比補償因數之形式為： 其中p’包括一係數以及 其中i 2 包括一在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流以及41i 2 包括偏移。另外，該計算包括使用一方程式，其形式為： 其中：G 1 包括一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包括製造參數；i4.1包括在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流；i5包括在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；i1.1包括在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流；以及i2包括在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流。
在另一態樣中，本發明提供一利用一葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測 試條以及測試計。該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的一電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器。該方法可由以下步驟達成：插入該測試條至該測試計之一測試條埠連接器以將該測試條之至少兩電極連接至一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；利用該測試槽中的反應劑來使該樣本中的分析物從一形式轉變為一不同形式；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在該改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後估算該電流暫態之近似穩態電流輸出；計算一血糖濃度。
在又一個進一步之實施例中，本發明提供一利用一葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計。該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的一電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器。該方法可由以下步驟達成：插入該測試條至該測試計之一測試條埠連接器以將該測試條之至少兩電極連接至一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；利用該測試槽中的反應劑來使該樣本中的分析物從一形式轉變為一不同形式；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變 該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在該改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後估算該電流暫態之近似穩態電流輸出；依據該電流暫態之第一、第二以及第三電流輸出來計算一血糖濃度；推導一第一校正血糖濃度；以及推導一第二校正血糖濃度。該第三電壓可在電動勢之幅度、極性或兩者之結合上不同。
在一進一步之實施例中，本發明提供一藉由一葡萄糖測量系統來測定一血容比補償因數之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計。該測試計具有配置為用以施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的一電化學反應所造成之電流暫態輸出之一微控制器。該方法可由以下步驟達成：在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；藉由施加複數個電壓至該樣本以及利用該測試槽中的反應劑來使該樣本中的分析物從一形式轉變為一不同形式；測量複數個來自該測試槽之電流輸出；依據該複數個測量之電流輸出來推導一初始葡萄糖比例電流；以及依據該推導的初始葡萄糖比例電流來訂定一血容比補償因數。在此方法中，該訂定一血容比補償因數可包括將該推導的初始葡萄糖比例電流除以在施加一第二電壓時所測量之電流的累加。該累加可包括對該累加之一偏移，其為依據在施加一第二電壓時測量的電流。該方法可包括依據該推導的初始葡萄糖比例電流以及 該血容比補償因數之補償來計算一葡萄濃度之步驟。具體地說，該血容比補償因數之形式可為： 其中p’包括一係數以及 其中i 2 包括一在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流以及41i 2 包括偏移。在此方法中，該計算可使用下式之方程式： 其中：G 1 包括一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包括製造參數；i4.1包括在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流；i5包括在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；i1.1包括在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流；以及i2包括在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流。
當在參照以下對於本發明之各種例示性實施例的更詳盡描述，並結合該些已於先前簡短描述的附圖後，這些以及其他實施例、特徵和優點對所屬領域具一般知識者來說將變得更明顯。
10‧‧‧量測計
11‧‧‧外殼
13‧‧‧資料埠
14‧‧‧顯示器
14a‧‧‧顯示器連接器
16‧‧‧使用者介面按鈕
18‧‧‧使用者介面按鈕
20‧‧‧使用者介面按鈕
22‧‧‧測試條埠通路
34‧‧‧電路板
35‧‧‧運算放大電路
38‧‧‧微控制器
40‧‧‧非揮發性記憶體
42‧‧‧時脈
46‧‧‧第一無線模組
56‧‧‧側邊緣
58‧‧‧側邊緣
60‧‧‧間隔
61‧‧‧樣本接收槽
62‧‧‧葡萄糖測試條
63‧‧‧第二接觸墊
64‧‧‧第二電極
65‧‧‧U型切口
66‧‧‧第一電極
67‧‧‧第一接觸墊
67a‧‧‧第一接觸墊
67b‧‧‧第一接觸墊
68‧‧‧切口
70‧‧‧埠
72‧‧‧反應劑層
76‧‧‧第一連接軌跡
78‧‧‧第二連接軌跡
80‧‧‧遠端
82‧‧‧近端
100‧‧‧測試計
101‧‧‧第二電極連接器
102a‧‧‧第一電極連接器
102b‧‧‧第一電極連接器
106‧‧‧測試電壓單元
107‧‧‧電流量測單元
202‧‧‧視覺顯示器
210‧‧‧記憶體單元
212‧‧‧處理器
600‧‧‧步驟
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
608‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
612‧‧‧步驟
614‧‧‧步驟
616‧‧‧步驟
618‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
包含於本文中且構成本說明書之一部份的該些附圖描繪本發明之目前較佳的實施例，並且結合上述的概要描述以及接下來的詳細描述，一起用於解釋本發明的特徵(其中相同的編號代表相同的元件)。
圖1A描繪一較佳的血糖測量系統。
圖1B描繪置放於圖1A的該測量計中之各種元件。
圖1C描繪適用於本文所揭露之該系統以及方法且已組裝好的測試條之透視圖；圖1D描繪適用於本文所揭露之該系統以及方法且尚未組裝的測試條之分解透視圖；圖1E描繪適用於本文所揭露之該系統以及方法的測試條之一近端部分的放大透視圖；圖2描繪本文所揭露的一測試條之一實施例的底視平面圖；圖3描繪圖2中的該測試條之側視平面圖；圖4A描繪圖3中的該測試條之俯視平面圖；圖4B描繪圖4A中的該測試條之一近端部份的局部側視圖；圖5描繪一簡化示意圖，其顯示一與本文所揭露之一測試條的多個部分電性接合之測試計；圖6描繪一般包括在測定葡萄糖測量中的步驟。
圖7A描繪由圖5之該測試計以規定的時間間隔，施加至工作電極以及相對電極的一三階脈衝電位波形之示例；圖7B顯示一第一以及第二電流暫態CT被產生以用於測試 一生理樣本；圖8為葡萄糖濃度G1的圖表，其參考基準為65mg/dL；240mg/dL；以及450mg/dL，對照藉由現有的Verio系統在該測量樣本中的各種尿酸水平狀況下所計算得到的濃度；圖9A為葡萄糖濃度的圖表，其與圖8中的參考基準以及尿酸水平相同，但使用申請人發明的新技術所計算得到的；圖9B描繪表IIA，其顯示使用該現有的Verio技術且在不同的參考葡萄糖基準(65mg/dL、240mg/dL以及450mg/dL的名目值)下之各種偏差水平；圖9C描繪表IIB，其顯示在相同於表IIA的參考基準下，使用該新技術對於偏差水平的改良；圖10A為葡萄糖濃度的圖表，其參考基準為65mg/dL、240mg/dL以及450mg/dL(名目值)，對照藉由現有的Verio系統所計算，並且為該測量樣本中之各種尿酸水平下的溫度變化所校正得到之濃度；圖10B為葡萄糖濃度的圖表，其參考基準為65mg/dL、240mg/dL以及450mg/dL(名目值)，對照藉由該新技術所計算，並且為該測量樣本中之各種尿酸水平下的溫度變化所校正得到之濃度；圖11A為藉由現有的Verio系統所測定、在每個血容比水平(19%、30%、40%以及50%)下的各種偏差水平之葡萄糖濃度的圖表； 圖11B為藉由該新技術所測定、在每個血容比水平(19%、30%、40%以及50%)下的各種偏差水平之葡萄糖濃度的圖表；圖12A描繪表IIIA，其顯示在不同參考葡萄糖基準下(65mg/dL、240mg/dL、以及450mg/dL(名目值))使用該現有的Verio技術之各種偏差水平；圖12B描繪表IIIB，其顯示在不同參考葡萄糖基準下(65mg/dL、240mg/dL、以及450mg/dL(名目值))使用該新技術之各種偏差水平。
必須參考圖式來閱讀以下的詳細說明，其中不同圖形中的相同元件具有相同編號。圖式不一定按比例繪製，描繪選定的實施例且不打算限制本發明的範圍。此詳細說明是以範例方式而非以限制方式來說明本發明的原理。此說明能使熟悉此項技術者得以製造並使用本發明，且其敘述本發明之若干實施例、改變、變異、替代與使用，包括當前咸信為實行本發明之最佳模式者。
如本文所述，針對任何數值或範圍之「大約」或「近乎」的詞係指一適當的尺寸公差，其允許部件或部件之集合以在本文所述之意圖產生作用。此外，如本文所述，「病患」、「宿主」、「使用者」及「對象」的詞係指任何人類或動物對象， 且並未打算將這些系統及方法限制於人類用途而已，即使將本發明用於人類病患中代表一較佳的實施例。
圖1A描繪一糖尿病管理系統，其包括一測量計10以及一形式為一葡萄糖測試條62的生物感測器。需注意該測量計(測量計單元)可指一分析物測量以及管理單元、一葡萄糖計、一測量計以及一分析物測量裝置。在一實施例中，該測量計單元可與一胰島素輸送裝置、一額外的分析物測試裝置以及一藥物輸送裝置結合。可藉由一電纜或一合適的無線技術(例如GSM、CDMA、藍牙、WiFi以及其他類似的技術)將該測量計單元連接至一遠端電腦或遠端伺服器。
再參照圖1A，葡萄糖計或測量計單元10可包括一外殼11、使用者介面按鈕(16、18以及20)、一顯示器14以及一測試條埠通路22。可將使用者介面按鈕(16、18以及20)配置為允許資料的進入、目錄的導覽以及命令的執行。使用者介面按鈕18可為一雙向切換開關的形式。資料可包括代表分析物濃度及/或資訊的數值，其中該資訊與個人的日常生活型態相關。與個人的日常生活型態相關的資訊可包括個人的食物攝取、用藥、健康檢查以及整體健康狀況以及運動量。可將測量計10的電子元件置放在一電路板34上，其位於外殼11中。
圖1B描繪該置放在電路板34之一頂面上的電子元件(以簡化示意圖的形式描繪)。在該頂面上，該電子元件包括一測試條埠連接器22、一運算放大電路35、一微控制器38、一 顯示器連接器14a、一非揮發性記憶體40、一時脈42以及一第一無線模組46。在該底面上，該電子元件可包括一電池連接器(未顯示)以及一資料埠13。可將微控制器38電性連接至測試條埠連接器22、運算放大電路35、第一無線模組46、顯示器14、非揮發性記憶體40、時脈42、電池、資料埠13以及使用者介面按鈕(16、18以及20)。
運算放大電路35可包括兩個或多個運算放大器，其配置為提供一部分的恆電位儀功能以及電流測量功能。該恆電位儀功能可指一測試條之至少兩電極間的一測試電壓之施加。該電流功能可指由該施加的測試電壓所造成之一測試電流的測量。可用一電流至電壓轉換器來執行該電流測量。微控制器38可為一混合信號微處理器(MSP)，例如德州儀器混合信號微處理器430。該德州儀器混合信號微處理器430可被配置為亦執行一部分的該恆電位儀功能以及該電流測量功能。此外，該混合信號微處理器430也可包括揮發性以及非揮發性記憶體。在另一實施例中，可將許多該電子元件與該微控制器整合為一特定應用積體電路(ASIC)的形式。
可將測試條埠連接器22配置為用以形成一至該測試條的電性連接。可將顯示器連接器14a配置為附加至顯示器14。顯示器14可為一液晶顯示器的形式，用於報告測量的葡萄糖水平，以及便於生活型態相關資訊的進入。顯示器14可選擇性地包括一背光。資料埠13可接收一連結至一連接導線的合 適連接器，因此讓葡萄糖計10鏈結至一外部裝置，例如一個人電腦。資料埠13可為任何能允許資料傳輸的埠，例如一串列、通用串列匯流排或一平行埠。可將時脈42配置為用於讓當下時間與該使用者所在之地理區域保持相關聯，也用於測量時間。可將該測量計單元配置為電性連接至一電源，例如一電池。
圖1C-1E、2、3以及4B顯示一適用於本文所描述之方法以及系統的例示性測試條62之不同視圖。在一實施例中提供一測試條62，其包括一自一遠端80延伸至一近端82的長型主體，且其具有側邊緣56、58，如圖1C所描繪。如圖1D所顯示，該測試條62也包括一第一電極層66，一第二電極層64以及一間隔60夾在該兩電極層64以及66之間。該第一電極層66可包括一第一電極66、一第一連接軌跡76以及一第一接觸墊67，其中該第一連接軌跡76電性連接該第一電極66至該第一接觸墊67，如圖1D以及4B所顯示。需注意該第一電極66為該第一電極層66之一部分，其就位在該反應劑層72的正下方，如圖1D以及4B所顯示。類似地，該第二電極層64可包括一第二電極64、一第二連接軌跡78以及一第二接觸墊63，其中該第二連接軌跡78電性連接該第二電極64至該第二接觸墊63，如圖1D、2以及4B所顯示。需注意該第二電極64為該第二電極層64之一部分，其就再該反應劑層72的上方，如圖4B所顯示。
如顯示的，該樣本接收槽61由靠近該測試條62之該遠端80的該第一電極66、第二電極64以及該間隔60所界定，如圖1D以及4B所顯示。該第一電極66以及該第二電極64可個別地界定樣本接收槽61之該底部以及該頂部，如圖4B所描繪。該間隔60的一切口區域68可界定該樣本接收槽61的側壁，如圖4B所描繪。在一態樣中，該樣本接收槽61可包括埠70，其提供一樣本進口及/或一開孔，如圖1C-1E所顯示。例如，該埠之一可讓一液體樣本進入，而其他該埠可讓空氣排出。
在一例示性實施例中，該樣本接收槽61(或測試室或測試槽)可具有一小容積。例如，該樣本接收槽61可具有一容積範圍自約0.1微升至約5微升、自約0.2微升至約3微升，或較佳地自0.3微升至約1微升。為提供該小容積，該切口68可具有一面積範圍自約0.01cm2至約0.2cm2、自約0.02cm2至約0.15cm2，或較佳地自約0.03cm2至約0.08cm2。除此之外，第一電極66以及第二電極64可被間隔分開，其間隔距離範圍自約1微米至約500微米，較佳地在約10微米到約400微米之間，更佳地在約40微米到約200微米之間。該些電極間相對靠近的間隔也可讓氧化還原循環發生，其中在第一電極66產生的被氧化媒介物可擴散至第二電極64以被還原，接著再擴散回第一電極66以再一次被氧化。所屬領域具一般知識者將了解像這樣的不同容積、面積及/或間隔之電極皆不脫本發明之構思與範疇。
在一實施例中，該第一電極層66以及該第二電極層64可為一由例如金、鈀、碳、銀、鉑、氧化錫、銥、銦或以上任一組合(例如摻雜銦的氧化錫)所形成之傳導性材料。再者，可藉由一濺鍍、無電電鍍或網版印刷製程來在一絕緣片(未顯示)上置放一傳導性材料以形成該電極。在一例示性實施例中，可分別以濺鍍的鈀以及濺鍍的金來製作該第一電極層66以及該第二電極層64。可用作為間隔60的適合材料包括各種的絕緣材料，例如塑膠(如PET、PETG、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯)、矽、陶瓷、玻璃、黏合劑以及以上任一組合。在一實施例中，該間隔60可為一塗佈在一聚酯纖維片之相對面上的雙面黏合劑之形式，其中該黏合劑可為壓力敏感或熱活化的黏合劑。申請人指出用於該第一電極層66、該第二電極層64及/或間隔60之其他不同的材料皆不脫離本發明之構思與範疇。
該第一電極66或該第二電極64兩者其中之一可執行一工作電極的功能，其取決於該施加測試電壓的幅度及/或極性。該工作電極可測量一極限測試電流，其與該被還原的媒介物之濃度成比例。例如，若該電流極限種類為一被還原的媒介物(例如亞鐵氰化鉀)，則其可在該第一電極66被氧化，只要該測試電壓夠高到高過該氧化還原媒介物相對於該第二電極64的電位。在這樣的狀況中，該第一電極66執行該工作電極的功能，且該第二電極64執行該相對/參考電極的功能。申請人指出可將一相對/參考電極簡單地指稱為一參考電極或一相對電 極。當所有被還原的媒介物皆在該工作電極表面被消耗完，以讓該測量的氧化電流與從溶液主體向該工作電極表面擴散之被還原的媒介物之流動成比例時，會發生一極限氧化。溶液主體係指該溶液之距離該工作電極夠遠的一部分，其中之該被還原的媒介物並未位於一耗盡區域中。需注意的是除非有為測試條62另行註明，否則本文接下來之所有測試計10所施加的電位皆將相對於第二電極64。
類似地，若該測試電壓夠低到低過該氧化還原媒介物電位，則該被還原的媒介物可在該第二電極64被氧化以做為一極限電流。在這樣的狀況中，該第二電極64執行該工作電極的功能，且該第一電極66執行該相對/參考電極的功能。
一開始，一分析可包括經由一埠70將一數量的一液體樣品加入一樣本接收槽61當中。在一態樣中，該埠70及/或該樣本接收槽61可被配置為利用毛細作用來讓該液體樣本填充該樣本接收槽61。可使用一親水性試劑來塗佈該第一電極66及/或第二電極64以促進該樣本接收槽61的毛細作用。例如，可將具有一親水基的硫醇基衍生物(如：2-巰基乙烷磺酸)塗佈在該第一電極及/或第二電極上。
在上述的測試條62之分析當中，反應劑層72可包括依賴吡咯喹啉醌(PQQ)為輔因子之葡萄糖脫氫酶(GDH)以及鐵氰化鉀。在另一實施例中，可用依賴黃素腺嘌呤二核苷酸為輔因子之葡萄糖脫氫酶酵素來取代該依賴吡咯喹啉醌為輔 因子之葡萄糖脫氫酶酵素。當加入血液或控制溶液至一樣本反應槽61中，葡萄糖將被GDH(ox)氧化，且處於將GDH(ox)轉化為GDH(red)的過程，如以下的化學反應式T.1所示。須注意GDH(ox)指稱的是的氧化狀態，而GDH(red)指稱的是的還原狀態。
T.1 D-葡萄糖+GDH(ox) → 葡萄糖酸+GDH(red)
接下來，GDH(red)再藉由鐵氰化鉀(即為被氧化的媒介物或Fe(CN)6 3-)重新生成回其具活性的氧化態，如以下的化學反應式T.2所示。在重新生成GDH(ox)的過程中，亞鐵氰化鉀(即為被還原的媒介物或Fe(CN)6 4-)是由化學反應式T.2所示的反應中生成的：T.2 GDH(red)+2 Fe(CN)6 3- → GDH(ox)+2 Fe(CN)6 4-
圖5提供一簡化示意圖，其顯示一測試計100接合一第一接觸墊67a、67b以及一第二接觸墊63。可使用該第二接觸墊63來經由一U型切口65建立一電性連接至該測試計，如圖2所描繪。在一實施例中，該測試計100可包括一第二電極連接器101，以及一第一電極連接器(102a、102b)、一測試電壓單元106、一電流測量單元107、一處理器212、一記憶體單元210，以及一視覺顯示器202，如圖5所顯示。該第一接觸墊 67可包括兩叉尖標記為67a以及67b。在一例示性實施例中，該第一電極連接器102a以及102b分開且個別地連接至叉尖67a以及67b。該第二電極連接器101可連接至第二接觸墊63。該測試條100可測量該兩叉尖67a以及67b之間的阻抗或是電性導通以測定該測試條62是否已電性連接至該測試計10。
在一實施例中，該測試計100可在該第一接觸墊67以及該第二接觸墊63之間施加一測試電壓及/或一電流。一旦該測試計100辨識到該測試條62已被插入，該測試計100即被開啟以及開始一液體檢測模式。在一實施例中，該液體檢測模式造成測試計100在該第一電極66以及該第二電極64之間施加一約1微安培的恆定之電流。因為該測試條62在一開始時是乾燥的，所以該測試計10測量一相對較大的電壓。當該液體樣本在該加入樣本的過程中聯繫起該第一電極66以及該第二電極64之間的縫隙後，該測試計100將測量在測量之電壓中的下降，其低於一預定的閾值，其使得測試計10自動開始該葡萄糖測試。
參照圖6，現在將描述一用來測定一干擾物校正的分析物(如葡萄糖)濃度之方法600，其使用前述測量計10以及測試條62之實施例。在該方法中，提供測量計10以及測試條62。測量計10可包括一電子電路，其可用於施加複數個電壓至該測試條62以及測量一由該測試條62的一測試槽中之一電化學反應所造成的電流暫態輸出。測量計10也可包括一具有一 組指令的信號處理器，其中該組指令用在如本文所揭露的該測定一液體樣本中的一分析物濃度之方法。在一實施例中，該分析物為血糖。
圖7A為複數個照預定的時間間隔施加至該測試條62的測試電壓之例示性圖表。該複數個測試電壓可包括時間長度為一第一時間間隔t 1 之一第一測試電壓E1、時間長度為一第二時間間隔t 2 之一第二測試電壓E2、時間長度為一第三時間間隔t 3 之一第三測試電壓E3。該第三電壓E3可在電動勢的幅度上、極性上或兩者的結合上與該第二測試電壓E2不同。在一較佳實施例中，E3可與E2有同樣的幅度但是相反的極性。一葡萄糖測試時間間隔t G 代表一數量的時間，其用以執行該葡萄糖測試(但不一定是與該葡萄糖測試相關的所有計算)。萄糖測試時間間隔t G 之範圍可為約1.1秒至約5秒。更進一步地，如圖6A所描繪，該第二測試電壓E2可包括一恆定(直流電)測試電壓部分，以及一疊加交替(交流電)或交替震盪的測試電壓部分。可以t cap 表示的一時間間隔來施加該疊加交替或震盪的測試電壓部分。
該於任何該時間間隔測量到之複數個測試電流值，可以從約每微秒測量一次到約每100毫秒測量一次之頻率來執行，以及較佳地為約50毫秒測量一次。雖然於此描述一連續地使用三個測試電壓的實施例，該葡萄糖測試可包括不同數量的開路以及測試電壓。例如，作為一種替代實施例，該葡萄 糖測試可包括時間長度為一第一時間間隔之一開路、時間長度為一第二時間間隔之一第二測試電壓、時間長度為一第三時間間隔之一第三測試電壓。應注意的是上述使用的「第一」、「第二」以及「第三」是為了表達上的方便，並不一定反映該些測試電壓的施加順序。例如，一實施例可具有一電位波形，其中可在施加該第一以及第二測試電壓前施加該第三測試電壓。
在例示性步驟600中，藉由將一測試條62插入該測試計10以及藉由置放一樣本至該測試條62上來開始該葡萄糖試驗。在例示性步驟602中，該測試計10可在第一電極66以及第二電極64之間施加一時間長度為第一時間間隔t 1 (例如圖7A中的1秒)之第一測試電壓E1(例如圖7A中的約20mV)。該第一時間間隔t 1 之範圍為約0.1秒到約3秒，且較佳地為約0.2秒到約2秒，且最佳地為約0.3秒到約1.1秒。
該第一時間間隔t 1 可為足夠長以讓樣本可完全地充滿該樣本接收槽61，且讓該反應劑層72可至少部分地溶解或溶劑化。在一態樣中，該第一測試電壓E1可為一相對接近該媒介物之該氧化還原電位的數值，以讓一相對小的還原或氧化電流被測量。圖7B顯示在該第一時間間隔t 1 中觀察到一相對較小之電流，其與該第二時間間隔t 2 以及第三時間間隔t 3 相較。例如，當使用鐵氰化鉀及/或亞鐵氰化鉀作為該媒介物時，圖7A中的該第一測試電壓E1之範圍可為約1mV到約100mV，較佳地為約5mV到約50mV，且最佳地為約10mV到約30mV。 雖然在該較佳的實施例中，該施加的電壓為正值，但是也可利用該相同但是為負值的電壓來完成本發明之該預期的目的。於此間隔中，可藉由該處理器來取樣該第一電流輸出以在步驟604中蒐集此間隔中的電流數值。
在例示性步驟606中，在施加該第一測試電壓E1(步驟602)以及取樣該輸出(步驟604)後，該測試計10於第一電極66以及第二電極64之間施加一第二測試電壓E2(例如，圖7A中的約300mV)，其時間長度為一第二時間間隔t 2 (例如，圖7A中的約3秒)。該第二測試電壓E2可為一與該第一測試電壓E1不同的數值，且與該媒介物氧化還原電位比較起來可足夠負，以讓一極限氧化電流在該第二電極64被測量。例如，當使用鐵氰化鉀及/或亞鐵氰化鉀作為該媒介物時，該第二測試電壓E2之範圍可為約0mV到約600mV，較佳地為約100mV到約600mV，且更佳地為約300mV。
該第二時間間隔t 2 應足夠長以使被還原的媒介物(例如亞鐵氰化鉀)之產生速率可依據一極限氧化電流的幅度來監測。被還原的媒介物是藉由與該反應劑層72的酵素反應來產生的。在該第二時間間隔t 2 中，一極限數量之被還原的媒介物在第二電極64被氧化，且一非極限數量之被氧化的媒介物在第一電極66被還原，以在第一電極66以及第二電極64之間形成一濃度梯度。
在一例示性實施例中，該第二時間間隔t 2 應足夠長以使一足夠數量的鐵氰化鉀可擴散至該第二電極64或從該第一電極上的該反應劑擴散。在該第二電極64需要一足夠數量的鐵氰化鉀，以讓一在該第一電極66氧化亞鐵氰化鉀之極限電流可在該第三測試電壓E3時被測量。該第二時間間隔t 2 可少於約60秒，且其範圍較佳地可為約1.1秒到約10秒，更佳地可為約2秒到約5秒。同樣地，在圖7A中該標示為t cap 的時間間隔也可持續超過一時間範圍，但是在一例示性實施例中，其為期約20毫秒。在一例示性實施例中，在施加該第二測試電壓E2後再約0.3秒至約0.4秒後施加該疊加交替的測試電壓部分，且引發一具有頻率為約109Hz且振幅為約+/-50mV之正弦波。在此間隔期間，可藉由該處理器採樣一第二電流輸出，以在步驟608中的這段間隔期間蒐集電流數值。
圖7B顯示位在該第二時間間隔t 2 期間之一相對小的尖峰i pb ，其發生在該第二時間間隔t 2 開始、接著為一氧化電流之絕對值的逐漸增加之後。該小尖峰i pb 是因為在一自第一電壓E1至第二電壓E2的轉換後，內源或外源的還原因子(例如尿酸)之氧化所造成的。隨後，在因為亞鐵氰化鉀的產生而造成該小尖峰i pb 後，氧化電流有一逐漸且絕對的降低，其中該亞鐵氰化鉀的產生是由反應劑層72所導致的，接著該亞鐵氰化鉀再擴散至第二電極64。
在例示性步驟610中，在施加該第二測試電壓E2(步驟606)以及採樣該輸出(步驟608)後，該測試計10在該第一電極66以及該第二電極64之間施加一第三測試電壓E3(例如圖7A中的約-300m伏特)，其時間長度為一第三時間間隔t 3 (例如圖7A中的約1秒)。該第三測試電壓E3可為一與該媒介物氧化還原電位比較起來足夠正的數值，以讓一極限氧化電流在該第一電極66被測量。例如，當使用鐵氰化鉀及/或亞鐵氰化鉀作為該媒介物時，該第三測試電壓E3之範圍可為約0mV到約-600mV，較佳地為約-100mV到約-600mV，且更佳地為約-300mV。
該第三時間間隔t 3 可足夠長，以用於依據該氧化電流的幅度來監測靠近該第一電極66之被還原的媒介物(例如亞鐵氰化鉀)之擴散。在該第三時間間隔t 3 中，一極限數量之被還原的媒介物在第一電極66被氧化，且一非極限數量之被氧化的媒介物在第二電極64被還原。該第三時間間隔t 3 之範圍可為約0.1秒到約5秒，且較佳地為約0.3秒到約3秒，且更佳地可為約0.5秒到約2秒。
圖7B顯示在該第三時間間隔t 3 之起始的一相對大的尖峰i pc ，接著降低至一穩態電流i ss 數值。在一實施例中，該第二測試電壓E2可具有一第一極性以及該第三測試電壓E3可具有一與該第一極性相反的第二極性。在另一實施例中，該第二測試電壓E2與該媒介物氧化還原電位比較起來可為足夠 負，以及該第三測試電壓E3與該媒介物氧化還原電位比較起來可為足夠正。可在該第二測試電壓E2後緊接著施加該第三測試電壓E3。然而，所屬技術領域中具一般知識者將了解到可依據測定分析物濃度之方式來選擇該第二以及第三測試電壓的幅度以及極性。
接下來，申請人會為本文所描述之實施例來描述該葡萄糖濃度測定。圖7A以及7B顯示在該Verio測試條暫態中的事件之序列。在該測試序列開始後約1.1秒時(且在因為該第二電壓E2的施加而把該第二電極層(64)做為該工作電極後不久)，當尚未有反應劑接觸到該第一電極，且電流可能只是因為血漿中的干擾還原因子(缺乏媒介物時)而導致時，進行一電流測量以在接下來校正干擾。在約1.4秒到約4秒之間，當媒介物與被氧化的媒介物已經可以擴散至該第二電極時(至少在此間隔之後段，當一第二電壓E2被施加時)，測量一第一葡萄糖比例電流i l 。在藉由該第三電壓E3的施加來把該第一電極做為該工作電極後不久，進行兩單點測量(在約4.1秒以及5秒時)以及一整合測量i r 。使用該些個別採樣於1.1秒、4.1秒以及5秒的測量於校正i r 中來自干擾還原因子的附加電流(i2corr)。使用i l 與i r 的比例來校正i2corr中血容比的影響。
為改良現有的葡萄糖計算，其所採用的策略為尋找作出兩函數的方法，該兩函數為初始葡萄糖函數i2corr以及血容比補償函數： 其分別獨立於干擾還原因子之水平。該策略被設計為兩部分，其如下所述。
用於技術開發之數據以及改進之技術的性能示範
將得自兩研究之數據用於分析目前Verio技術具有的問題，以及分析經修訂後的技術函數之相對性能。該第一數據組是來自一尿酸的外加研究法之數據。這包括3血液(未調整血容比)以及總共7 Verio測試條批次，其具有範圍從0mg/dl至24mg/dl濃度之尿酸(基本全血)的外加水平。葡萄糖水平為65、240以及450mg/dl。該第二數據組1為一血容比研究，其具有4批次、3供血者(未調整尿酸)、5葡萄糖水平(30、65、240、450以及560mg/dl)，以及5血容比水平(19、30、40、50以及61%)。
初始葡萄糖i2corr推導 。前述的方程式7只有在i 4.1+bi 5=2i 1.1 (8) ，且當葡萄糖為0時才能正常發揮作用。
或是以另一種方式描述：
這將造成i2corr在葡萄糖為0的時候變為0，或在i(1.1)為0的時候變為iR。這遵循一機制，其中i(1.1)代表來自非葡萄糖的干擾還原因子的電流，以及i(4.1)及i(5)包括由葡萄糖以及還原因子兩者所造成的電流分量。再者，干擾還原因子對於i(4.1)以及i(5)之貢獻，兩者皆與i(1.1)成比例，且該包括在i(4.1)以及i(5)中之葡萄糖依賴電流，兩者皆與葡萄糖成比例。依據此架構，若b正確地被測定，則i2corr代表純粹由葡萄糖所造成的iR之部分。
圖8顯示來自該尿酸外加研究法的該平均電流。表I顯示電流相對於尿酸外加水平的斜率。
其可以代數的方式來表示，若ei 4.1+bi 5=ci 1.1 (10) 則 (在e=1的狀況下) (11) 將表I的平均值代入其中： 求得c再將其代入方程式(10)：ei 4.1+bi 5=2.76i 1.1 (11c)
若將e設為1，則方程式(11c)將為：1．i 4.1+bi 5=2.76i 1.1 (在b=0.678的狀況下) (8b)
藉著比較方程式8(其定義了對於可讓該校正函數i2corr正確發揮作用的係數之數值的要求)以及8b，可看出目前用於Verio測試條且由方程式7定義的i2corr未完全校正干擾物質，因為i(1.1)之該係數太小，小至2/2.76倍。這導致在低葡萄糖時無法完全地補償加入的尿酸。在較高葡萄糖水平時，該尿酸電流之相對幅度太小，因此誤差並不明顯。
若將i2corr表示為：
則實際上會有不限數目個係數可用於i2corr，只要b與c之間的關係是如方程式11所定義的即可。若將一係數e(不等於1)用於如方程式(11c)中的i(1.1)，則該係數b以及c將變成：b=0.678e (12.5)
c=2.76e (12.6)
為進一步改良該葡萄糖測量系統之性能，申請人對方程式12作以下修改： 其中b’=4.9且c’=4.24，其為在該發明人新發現之技術中使用的新係數。
這些係數滿足剛才所描述的狀況。根據方程式(11.c)、(12.5)以及(12.6)，其他係數數值也將滿足這些狀況，如下述： 其中e可具有任何數值。
血容比補償推導。該血容比補償函數 (上述之方程式7.6)作了兩處的修改，以移除該血容比補償函數之干擾物質電流的扭曲效應。
首先，在方程式7.6中該初始葡萄糖函數i2corr’被iR取代。再來，使用i2來估算該構成iL之該穩態干擾物電流的幅度，以及使用i2來校正iL，將其表示為iL’。
有關還原物質的實驗顯示在2秒時，該干擾物電流的衰減剛達到完成。因為iL’被整合在1.4秒與4秒之間，且數據樣本在50毫秒之時間間隔時被採取，因此假設53*i2將大約為該自iL減去以校正之數值。在實際應用中發現41*i2作用得最好。因此，iL’具有下列形式：
這使得方程式7.5中的zgr’與該血容比補償因數相乘。若zgr’被認為是由一溶解進入血漿中的汙染物(例如已經存在於該反應劑中的亞鐵氰化鉀)所造成的一偏移電流，這是合理的，因為其擴散將會被紅血球細胞影響。但若是有一恆定偏移電流不受血容比影響，則將其與該血容比補償因數相乘是不恰當的。因為此原因，所以引入一第二偏移常數d。
葡萄糖濃度推導。結合前述的兩推導將得到方程式14中的葡萄糖濃度計算。
其中：G 1 包含一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’為推導所得的製造參數；i4.1包括該在施加該第三電壓時所測量的電流；i5包括該在施加該第三電壓時所測量的電流；i1.1包括該在施加該第二電壓時所測量的電流；以及i2包括該在施加該第二電壓時所測量的電流。
在方程式15中，該p’值(其可能與原始的p值沒有明顯的差異)是藉由來自該血容比研究之數據的最小平方擬合來決定的。該係數a’稍微與該原始係數不同，其是由該尿酸研究數據來決定的，如同d以及zgr’也是。有趣的是，要注意zgr’以及d之最佳擬合選擇數值，兩者之幅度相近。由於其符號相反，這可能暗示著事實上不需要任何偏移。
新技術之性能的示範。比較圖9以及圖8，可看出新技術幾乎消除了該尿酸對於G basic (或本文中可互換使用的G1)的顯著影響。將圖10A以及表IIA(使用先前的技術)與圖10B以及表IIB(使用該新的技術以及該尿酸研究的數據)比較，可看出在準確度最高的欄位中，例如在240mg/dL與10mg(或12%)以及12mg(或15%)之交集，因為偏差趨勢的移除，所以該性能有極大的改良。在該血容比研究中，可將圖11A以及表IIIA(使用先前的技術)與圖11B以及表IIIB(使用該新的技術以及該尿酸研究的數據)比較，其顯示在一般的尿酸下之性能整體來說是好的，且該整體改良不大，但是可看出在高血容比時一明確的趨勢被消除。
如本文所描述的，申請人已證實了在干擾還原因子方面，該先前的技術是可被改良的。申請人已發現(1)在改良的參數之狀況下，如何因應干擾還原因子電流(i2corr)來調整i R ，以及(2)在被輸入進該血容比補償函數前，如何考量血容比以及干擾還原因子電流。實行該改良的技術後，即使在結合極端的尿酸濃度以及血容比下，落於10mg或是YSI的12%內之結果的百分比仍被證明超過99%。這顯示該Verio測試條/測試計之配置，包括其電流配加序列、電壓分佈以及信號蒐集程序，是能顯著地改良性能。
藉著本文所描述之改良的技術以及參照圖6，可藉由依據來自該測試室之第一電流、第二電流以及估算的電流 (步驟602、604、606、608、610以及612)來推導一初始葡萄糖比例電流；計算一初始葡萄糖比例電流(步驟614)；依據該初始葡萄糖比例電流來訂定一血容比補償因數(步驟616)；以及自該推導的初始葡萄糖比例電流以及該血容比補償因數來計算一葡萄糖濃度(步驟618)，來獲得一測定高度準確的葡萄糖濃度之方法；接著，呈現該結果給使用者(步驟620)，且測試邏輯回歸至一在背景中執行的主程序。該方法具體地可包括：將該測試條插入該測試計之一測試條埠連接器，以連接該測試條之至少兩電極到一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；開始將該樣本中的分析物從一形式改變為一不同形式，以及切換至一與該第一電壓不同之第二電壓；改變該第二電壓至一與該第二電壓不同之第三電壓；在改變該第二電壓至該第三電壓後，測量一來自該電極的該電流暫態之第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後，估算一接近該電流暫態之一穩態電流輸出的電流；使用方程式13-16且依據該電流暫態之第一電流、第二電流以及第三電流輸出來計算一血糖濃度。
雖已藉由特定變化例及說明圖來說明本發明，此技藝中具有通常知識者可理解本發明不限於所述之變化例或圖形。此外，在上述方法及步驟指示以某種順序發生之特定事件之處，此技藝中具有通常知識者可理解可修改某些步驟的順序且這類修改係根據本發明之變化例。另外，當可行時，可以在 平行程序中共同地執行，還有如上述般相繼地執行其中一些步驟。因此，本專利意圖涵蓋落在公開內容之精神內或與申請專利範圍中出現之等效變化例。
13‧‧‧資料埠
14a‧‧‧顯示器連接器
22‧‧‧測試條埠通路
34‧‧‧電路板
35‧‧‧運算放大電路
38‧‧‧微控制器
40‧‧‧非揮發性記憶體
42‧‧‧時脈
46‧‧‧第一無線模組

Claims (19)

  1. 一種利用葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計，其中該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量由該測試條之一測試槽中的電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器，該方法包含：插入該測試條至該測試計之一測試條端口連接器以將該測試條之至少兩電極連接至一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；以第一時間長度施加一第一電壓；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在該改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出；在該第三電壓被維持在該些電極後估算接近該電流暫態之一穩態電流輸出的電流；依據該電流暫態之第一、第二以及第三電流輸出且利用下列方程式來計算一血糖濃度： 其中：G 1 包含一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包含製造參數；i4.1包含在施加該第三電壓時所測量的電流；i5包含在施加該第三電壓時所測量的電流；i1.1包含在施加該第二電壓時所測量的電流；以及i2包含在施加該第二電壓時所測量的電流。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該測量該第一電流輸出包含在該測試序列開始後約1.1秒時測量該至少兩電極之一電流輸出。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該測量該第二電流輸出包含在該測試序列開始後約4.1秒時測量該至少兩電極之一電流輸出。
  4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該測量該穩態電流輸出包含在該測試序列開始後約5秒時測量該至少兩電極之一電流輸出。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該製造參數a’包含約0.14，b’包含約4.9，c包含約4.24，d包含約11.28，p’包含約0.548，以及zgr’包含約9.38。
  6. 一種利用葡萄糖測量系統來測定血糖濃度之方法，其中該葡萄糖測量系統包含一測試條以及測試計，其中該測試計具有配置用於施加複數個測試電壓至該測試條以及測量一由該測試條之一測試槽中的電化學反應所造成的電流暫態輸出之一微控制器，該方法包含：插入該測試條至該測試計之一測試條端口連接器以將該測試條之至少兩電極連接至一測試條測量電路；在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；切換該第一電壓至與該第一電壓不同的一第二電壓；改變該第二電壓至與該第二電壓不同的一第三電壓；在該改變該第二電壓至該第三電壓後測量來自該些電極之該電流暫態之一第二電流輸出； 在該第三電壓被維持在該些電極後估算接近該電流暫態之一穩態電流輸出的電流；依據該第一電流、第二電流以及估算電流來推導一初始葡萄糖比例電流；依據該初始葡萄糖比例電流來訂定一血容比補償因數；以及自該推導的初始葡萄糖比例電流以及該血容比補償因數來計算一葡萄糖濃度。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該推導包含依據以下方程式來計算該初始葡萄糖比例電流i2corr’： 其中i2corr’包含該初始葡萄糖比例電流，i4.1包含在施加該第三電壓時該第三電壓時所測量的電流；i5包含在施加該第三電壓時所測量的電流；以及i1.1包含在施加該第二電壓時所測量的電流。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中i4.1包含在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流，i5包含在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；以及i1.1包含在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該血容比補償因數包含該初始葡萄糖比例電流除以在施加該第二電壓時之電流輸出的累加所得之比例，其中該電流輸出的累加須減去依據在施加該第二電壓時所測量之電流輸出所得的偏移。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該血容比補償因數的形式為： 其中p’包含一係數以及 其中i 2 包含在該測試順序開始後約2秒時所測量之電流以及41i 2 包含偏移。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該計算包含使用下列方程式： 其中：G 1 包含一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包含製造參數；i4.1包含在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流；i5包含在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；i1.1包含在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流；以及i2包含在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流。
  12. 一種血糖測量系統，其包含： 一分析測試條，其包括：具有一反應劑置放於其上之一基板；在測試槽中的接近該反應劑的至少兩電極；一分析計，其包括：置放以連接至該兩電極的一測試條端口連接器；一電源；以及電性耦接至該測試條端口連接器以及該電源之一微控制器，該微控制器被程式化以依據一血容比補償因數以及初始葡萄糖比例電流來測定一葡萄糖濃度G 1 ，其中該血容比補償因數包含一比例，其包括該初始葡萄糖比例電流，如此至少97%的校正測試結果落於相應的偏差基準中：當與參考YSI數據比較時，在65mg/dL、240mg/dL或450mg/dL為±10mg/dL；當與參考YSI數據比較時，在65mg/dL、240mg/dL或450mg/dL為±12mg/dL；當與參考YSI數據比較時，在65mg/dL、240mg/dL或450mg/dL為±15mg/dL。
  13. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該製造參數a’,b’,c,d,p’,zgr’中，a’包含約0.14，b’包含約4.9，c包含約4.24，d包含約11.28.，p’包含約0.548，以及zgr’包含約9.38。
  14. 一種藉由一葡萄糖測量系統來測定一血容比補償因數之方法，其中該葡萄糖測量系統包括一測試條以及測試計，該測試計具有配置為用以施加複數個測試電壓至該測試條以及 測量一由該測試條之一測試槽中的一電化學反應所造成之電流暫態輸出之一微控制器，其中該方法包含：在置放一樣本後開始一測試序列；施加一第一電壓；測量複數個來自該測試槽之電流輸出；依據該複數個測量之電流輸出來推導一初始葡萄糖比例電流；以及依據該推導的初始葡萄糖比例電流來訂定一血容比補償因數。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該訂定一血容比補償因數包含將該推導的初始葡萄糖比例電流除以初始葡萄糖比例電流以及在施加一第二電壓時之電流輸出的累加。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該累加包括對該累加之一偏移，其為依據在施加一第二電壓時測量的電流。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其進一步包含依據該推導的初始葡萄糖比例電流以及該血容比補償因數之補償來計算一葡萄濃度之步驟。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該血容比補償因數之形式為： 其中p’包含一係數以及 其中i 2 包含在測試順序開始後約2秒時所測量之電流，以及41i 2 包含偏移。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該計算包含使用下列方程式： 其中：G 1 包含一葡萄糖濃度； 其中：a’,b’,c,d,p’,zgr’包含製造參數；i4.1包含在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約4.1秒時所測量之電流；i5包含在施加該第三電壓時且在該測試序列開始後約5秒時所測量之電流；i1.1包含在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約1.1秒時所測量之電流；以及i2包含在施加該第二電壓時且在該測試序列開始後約2秒時所測量之電流。
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