TW201636608A

TW201636608A - 測試條及決定測試條相容性的方法

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Publication number: TW201636608A
Application number: TW104142032A
Authority: TW
Inventors: 里安米爾斯; 葛文馬克芬; 馬可卡杜希; 麥克羅伯茲
Original assignee: 希拉格國際有限公司
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-10-16
Also published as: US20160178574A1; WO2016097054A2; WO2016097054A3

Abstract

本文中揭示一種分析物量測系統。該分析物量測系統包括一測試條。該測試條包括在一反應室中間隔開的至少兩個電極，該等電極中之一者包括一傳導材料，該傳導材料上經施加有一塗料。該分析物量測系統亦包括一分析物量測裝置。該分析物量測裝置包括一條埠，該條埠具有經組態以耦合至該測試條之該等電極的連接器。該施加的塗料使得該測試條之一電容值能被測量，以便判定該測試條與該分析物量測裝置的相容性。

Description

測試條及決定測試條相容性的方法

本申請案大致上係關於分析物量測系統的領域，且更具體地係關於可攜式分析物量測計，該等分析物量測計經組態以判定其與一測試條的相容性。

在現今社會中，對生理流體(例如，血液或血液衍生產物，譬如血漿)進行分析物濃度判定越來越重要。此等判定可用於包括臨床實驗室測試、居家測試等的各種應用與情況中，其中此類測試的結果在診斷與管理各種病況時扮演重要的角色。受關注的分析物包括用於糖尿病管理的葡萄糖、用於監控心血管狀況的膽固醇、以及類似物。回應於此分析物偵測之日漸增長的重要性，已發展出各種用於臨床與居家使用兩者的分析物偵測規程和裝置。這些裝置可包括電化學電池、電化學感測器、血紅素感測器、抗氧化劑感測器、生物感測器、以及免疫感測器。

一種在檢定中用於判定分析物濃度的常見方法係基於電化學。在此等方法中，一水性液態樣本經放置於一生物感測器中的一樣本反應室中，該生物感測器係譬如具有一由至少兩個電極(亦即，一工作電極及一相對電極)所構成之電化學電池的一分析測試條，該等電極具有致使它們適合用於電流式(amperometric)或電量式(coulometric)量測的一阻抗。簡短而言，在施加至少一測試電位(電壓)之後，讓待分析樣本與經設置在一個電極上的一試劑反應，以形成一可氧化(或可還原)物質，該物質之量與分析物濃度成比例。然後以電化學方式估計可氧化(或可還原)物質的存在量且該量係與樣品中的分析物濃度相關聯。

由於許多這些分析物判定系統為可攜式，且可在短時間內完成測試，所以病患能夠在他們日常生活的正常作息中使用此等裝置，而不會明顯中斷其個人的例行事務。所以，有糖尿病的人一天可數次測量其血糖濃度，作為自我管理程序之一部分，以確保其血糖的血糖控制係在一目標範圍內。未能維持目標的血糖控制，可能會導致嚴重的糖尿病相關併發症，包括心血管疾病、腎臟疾病、神經損傷和失明。

目前存在一些可用的可攜式電子分析物量測裝置，該等裝置經設計以在一測試條經插入於裝置之一埠中時能夠自動啟動，該裝置係例如一測試計。在測試計中的電接點或插腳與測試條上所提供的接觸墊建立連接。不過，因為分析物量測裝置無法判定測試條是否與測試計相容，所以無法區別用於這些分析物量測裝置的測試條。由於無法判定相容性，使用者可能在不知情的情況下使用與一分析物量測裝置不相容的一測試條且接收到不準確的結果。

一分析物量測系統包括一測試條。該測試條包括在一反應室中間隔開的至少兩個電極，該等電極中之一者包括一傳導材料，該傳導材料上經施加有一塗料。該分析物量測系統亦包括一分析物量測裝置。該分析物量測裝置包括一條埠，該條埠具有經組態以耦合至該測試條之該等電極的連接器。該施加的塗料使得該測試條之一電容值能被測量，以便判定該測試條與該分析物量測裝置的相容性。

100‧‧‧測試條/分析物量測裝置

102‧‧‧遠端

104‧‧‧近端

106‧‧‧側緣

108‧‧‧側緣

110‧‧‧樣本反應室

112‧‧‧電極/第一電極/第一電極層

114‧‧‧電極/第二電極/第二電極層

116‧‧‧試劑/試劑層

118‧‧‧間隔物層/間隔物/間隔層

120‧‧‧切除區域

122‧‧‧埠

124‧‧‧電接點/接觸墊

126‧‧‧塗料

128‧‧‧外部塗層

402‧‧‧條埠連接器/量測裝置

404‧‧‧接點/插腳(底部電極介面)

406‧‧‧接點/插腳(底部電極介面)

408‧‧‧中心接點/接點(頂部電極介面)

410‧‧‧間隔物間隙

412‧‧‧測試條

414‧‧‧內部強制停止件

416‧‧‧夾點

600‧‧‧方法

602‧‧‧步驟/方塊-偵測測試條插入

604‧‧‧步驟/方塊-施加測試電位

606‧‧‧步驟/方塊-測量電容

608‧‧‧步驟/方塊-比較所測得電容與預定電容

610‧‧‧步驟/方塊-判定測試條相容性

併入本文且構成此說明書之一部分的所附圖式說明本發明之目前較佳的實施例，並連同上文給定的概要說明及下文給定的實施方式共同用於解釋本發明的特徵(其中相同數字表示相同元件)。

圖1A係根據先前技術之一例示性測試條的一俯視透視圖；圖1B係圖1A之例示性測試條的一分解組裝圖；圖1C係圖1A之例示性測試條之剖面的一側面立視圖；圖2A係使用於圖1A至圖1C之測試條之一已知塗料的一代表圖；圖2B係根據本發明之一例示性電極塗料的一代表圖；圖2C係另一例示性電極塗料的一代表圖；圖3A係基於至少一電極塗料的存在來比較所測得電容值之測試條批次的一示意比較圖；圖3B描繪比較具有不同電極塗料之測試條批次的一示意分析物濃度判定；圖4A繪示一例示性分析物量測裝置；圖4B繪示耦合至分析物量測裝置的一測試條；圖5繪示由一分析物量測裝置用於以預定時間間隔施加複數個測試電位至一測試條時所使用的一例示性測試電位波形；以及圖6繪示用於判定一測試條與一分析物量測裝置之相容性之一例示性方法的一流程圖。

必須參考圖式來閱讀以下的實施方式，其中不同圖式中的類似元件以相同標號標示。圖式不一定按比例繪製，其描繪選定的實施例且不意圖限制本發明的所欲範圍。此實施方式是以實例方式而非以限制方式來說明本發明的原理。本說明將明確地使所屬技術領域中具有通常知識者得以製造並使用本發明，且敘述本發明之若干實施例、適應例、變化例、替代例與使用，包括當前咸信為實行本發明之最佳模式者。

如本文中所使用，用語「病患(patient)」或「使用者(user)」係指任何人類或動物對象，且不打算將這些系統或方法限制於人類用途而已，即使將本發明用於人類患者代表一較佳的實施例。

用語「樣本」意指意欲對其任何特性進行定性或定量判定之一體積的一液體、溶液或懸浮體，該判定例如，一組分的存在與否、一組分的濃度等等，該組分例如為一分析物。本發明的實施例適用於人類及動物的全血樣本。如在本文中所述，在本發明之上下文中之典型樣本包括血液、血漿、紅血球、血清、以及其懸浮液。

整篇說明及申請專利範圍中，結合一數值所用的用語「約(about)」以及「實質上(substantially)」，表示一準確度區間，係所屬技術領域中具有通常知識者所熟悉且可接受者。此用語所指的區間較佳的是±20%。除非有具體指定，上述用語並未意圖限縮本發明之範圍，如本文中及根據申請專利範圍所述者。

現將說明某些例示性實施例，以提供對本文所揭示之系統與方法的結構、功能、製造及使用之原理的全面了解。這些實施例中的一或多項實例於附圖中繪示。所屬技術領域中具有通常知識者將理解到具體地於本文中所說明以及附圖中所繪示之系統以及方法為非限制性的例示性實施例，且本揭露之範疇僅由申請專利範圍所界定。關於一項例示性實施例所描繪或說明的特徵可與其他實施例的特徵相結合。這類修改及變化形式係意欲包括在本揭露之範圍內。

正如將於下文更詳細的討論，所揭示的系統與方法包括：偵測一測試條是否插入於一分析物量測裝置中，該測試條具有呈一間隔關係的第一與第二電極；施加一第一測試電位於該等電極之間達一第一預定時間間隔；測量一電容值；比較該所測得電容值與經儲存或預定的電容值；以及基於該所測得電容值與預期電容值之間的比較，來判定該測試條與該分析物量測裝置的相容性。

圖1A至圖1C顯示一例示性分析測試條100的各種視圖。如所示，測試條100可包括從一遠端102延伸到一相對近端104的一伸長本體，並具有側緣106、108。在本實施例中，本體的遠端102包括具有多個電極112、114的一樣本反應室110以及經施加到該等電極其中一者的一試劑116，而測試條本體的近端104可包括特徵，譬如接觸墊124，該等特徵經組態以用於與一分析物量測裝置(未圖示)電性連通。如本文中所使用，用語「近端(proximal)」意指比較靠近分析物量測裝置之一參考結構，而用語「遠端(distal)」意指比較遠離分析物量測裝置之一參考結構。

在說明性實施例中且如圖1B所示，測試條100係由一第一電極層112以及一第二電極層114所界定，其中一間隔物層118被定位於其間。如圖1A至圖1C所示，樣本反應室110係由第一電極112、第二電極114、以及一間隔物118所界定，而形成一相隔開組態。具體而言，第一電極112與第二電極114界定樣本反應室110的各別頂部側與底部側。間隔物層118的一切除區域120可界定樣本反應室110的側壁。在一項態樣中，樣本反應室110可進一步包括界定或以其他方式形成一樣本入口及/或一通氣口的一些埠122。例如，埠122的其中一者可提供一流體樣本進入而相對埠122可當作一通氣口。

在使用時，可將生理流體或一對照溶液傳遞至樣本反應室110以進行電化學分析。測試條100的樣本反應室110可具有一小體積。例如，體積的範圍可從約0.1微升至約5微升，較佳地約0.2微升至約3微升，且更佳地約0.3微升至約1微升。正如所屬技術領域中具有通常知識者將理解的，樣本反應室110可經適合地組態與定尺寸以實現其他體積。為了提供小樣本體積，切除區域120可具有範圍從約0.01cm²至約0.2cm²的一面積，較佳地約0.02cm²至約0.15cm²，且更佳地約0.03cm²至約0.08cm²。類似地，所屬技術領域中具有通常知識者將理解，體積切除區域120可係經適當地定尺寸。此外，第一電極112及第二電極114的間隔可在約1微米至約500微米之範圍內、較佳地在約10微米至約400微米之範圍內、且更佳地在約40微米至約200微米之範圍內。在其他實施例中，此一範圍可在各種其它值之間變化。根據此例示性實施例，在電極112、電極114之間的間隔使還原/氧化循環發生，其中，在第一電極112處產生的一氧化媒介物擴散到第二電極114以變成還原，且隨後往回擴散到第一電極112，以在施加至少一測試電位之情況下再度變成氧化。

一數量之受關注流體樣本可被引入到測試條100中，且更具體地，包括第一電極112、第二電極114、以及一試劑層116的電化學電池中。流體樣本可以是全血或其衍生物或小部分，或一對照溶液。流體樣本，例如血液，可經由埠122，投劑到樣本反應室110內。在一項態樣中，埠122及/或樣本反應室110可經組態，使得毛細作用導致流體樣本充填樣本反應室110。

在測試條本體100的近端104處，且根據此例示性實施例，電接點124可被使用來建立對一分析物量測裝置的一電連接。本申請人指明測試條100可包括各種經組態用於電連接至一分析物量測裝置的替代電接點。

第一電極層112及/或第二電極層114之各者可以是由諸如金、鈀、碳、銀、鉑、氧化錫、銥、銦、以及其組合(例如摻雜銦的氧化錫)的一傳導性材料所形成。在形成方面，可藉由譬如例如濺鍍、無電電鍍、或網版印刷製程將一傳導性材料設置於一絕緣片(未圖示)上來形成電極層112、114。在本文的說明中，第一電極層112可以是一經濺鍍的金電極，且第二電極層114可以是一經濺鍍的鈀電極。可以用來作為間隔層118的適合材料包括各種絕緣材料，譬如例如塑膠(例如PET、PETG、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯)、矽、陶瓷、玻璃、黏著劑、及上述之組合。第一電極112與第二電極114可進一步包括一外部塗層128，如圖1C所繪示，以保護電極112、114免於與一外部環境反應。任何適合的材料可進一步包括一絕緣材料，譬如塑膠。

可使用譬如狹縫塗布、從一管的末端施配、噴墨、網版印刷、或任何其它適合製程之一製程，將一試劑層116設置在相隔開電極112、114其中一者上的樣本反應室110內。在一項實施例中，試劑層116可包括至少一媒介物及一酶，且可經沉積至第二電極114之上。各種媒介物及/或酶係意欲屬於本揭露的精神及範圍內。例如，適合的媒介物包括鐵氰化物、鐵莘、鐵莘衍生物、聯吡啶鋨複合物、和苯醌衍生物。適合的酶實例包括葡萄糖氧化酶、基於吡咯并喹啉醌(PQQ)輔助因子的葡萄糖去氫酶(GDH)、基於煙醯胺腺嘌呤二核苷酸輔助因子的GDH、以及基於FAD的GDH[E.C.1.1.99.10]。

第一電極112或第二電極114的任一者可作用為一工作電極，其視分析物量測裝置之一所施加測試電位的極性而定，來氧化或還原試劑層116中一有限量的媒介物。例如，若限流物種為一還原媒介物，只要相對於第一電極112施加一充分的正電位，則其可在第二電極114處被氧化。在後者的情形中，第二電極144執行工作電極的功能且第一電極112執行一相對/參考電極的功能。應當注意的是，除非另有對於測試條100的陳述，否則此後由分析物量測裝置100所施加的所有電位將係相對於第一電極112陳述。類似地，若相對於第一電極112施加一充分的負電位，該還原媒介物則會在第一電極112處被氧化。在此一情況下，第一電極112可執行工作電極的功能且第二電極114可執行相對/參考電極的功能。關於例示性測試條之特徵的額外細節可於待審之國際專利申請案第PCT/US2010/062629號中找到，標題名稱為「Systems and Methods for High Accuracy Analyte Measurement」，其以國際公開專利申請公開案第WO 2012/091728 A1號公開，全文以引用的方式併入本文中。

參考圖1C，測試條100進一步包括一塗料126。塗料126係為一自組裝單層(SAM)，其被施加以使第一電極112的表面具親水性，以有助於充填。更具體地，塗料126可為一硫醇化合物。硫醇化合物包括一具有兩個碳原子的烷基鏈。例如，且參照圖2A，硫醇化合物一般為包括兩個碳原子的2-巰基乙烷磺酸鈉(MESA)，如圖2A所繪示。除了使第一電極112的表面具親水性以外，塗料126亦影響電極/樣本介面的雙層電容，其將關於圖2A至圖2C來進一步討論。塗料126的組成物可係基於所希望的預定(預期)電容量測來選擇。藉由使用此預定的電容量測，經插入測試條的一分析物量測裝置可判定測試條是否與分析物量測裝置相容。不過，且如本文中所討論的，所施加的塗料126不會影響樣本的分析或者以其他方式影響有效的結果。

塗料126可以任何適合的方式施加到第一電極112。例如，塗料126可係以塗料材料(MESA、MPSA、MBSA等等)的一稀溶液浴來施加。例如，可令一電極材料膜以一預定速度及/或濃度通過塗料材料溶液，而導致塗料溶液之一薄層附著至電極膜的表面。電極材料通過塗料溶液的速度可基於所施加塗料的希望厚度來判定。雖然在此處說明一特定的塗布製程，但仍可應用任何適合的塗布製程。注意，雖然塗料126繪示於圖1C中，但是在實際的應用中，塗料126太薄，以致於通常無法用肉眼察覺。

圖2A至圖2C繪示示意地且為了比較而顯示的例示性電極塗料。圖2A繪示2-巰基乙烷磺酸鈉(MESA)之一塗料，其一般使用作為電極的一塗料。不過，本申請人已發現額外的硫醇化合物係適合使用作為塗料。藉由應用各種硫醇化合物，可判定測試條與分析物量測裝置的相容性。這些額外硫醇化合物的實例係由圖2B至圖2C所繪示。如圖2B所繪示，MESA係由一雙碳烷基鏈所界定的一硫醇化合物。分子的長度，由計算方法所估計，大約為5.58埃(Å)。圖2B繪示2-巰基乙烷磺酸鈉(MPSA)之一塗料。MPSA係一具有與MESA類似之特性的烷基硫醇。不過，MPSA係由一三碳烷基鏈所界定。由於此額外的碳原子，MPSA比MESA稍微更長，具有一估計的分子長度6.86Å。圖2C繪示2-巰基丁烷磺酸鈉(MBSA)之一塗料。MBSA，另一個硫醇化合物，其係由一四碳烷基鏈所界定，其使得MBSA比MESA與MPSA兩者更長，具有一估計的分子長度8.40Å。

本申請人已發現測試條(譬如測試條100)的所測得電容與所施加塗料126的分子長度有直接關係。考慮只包括一惰性電解質(沒有法拉第氧化還原對)的一溶液，其中在一給定範圍的電位上，沒有任何電荷通過電極溶液介面。在這些情況下，工作電極處的電位與其平衡值間的變化導致跨介面的電荷不平衡，該電荷不平衡必須藉由在電極表面附近之溶液中之帶電物種的重新排列而中和。從這個意義來說，介面區可由一電容器的兩個板來表示，其電容係藉由以下來說明：其中，q係儲存在電容器上的電荷(以庫倫為單位)，E係跨電容器的電位(以伏特為單位)，且C係電容(以法拉(F)為單位)。每次當電極處的電位改變時，電荷將在介面處流動(電流)，直到上方的電容方程式滿足為止，以導致所謂的一充電電流。

「雙層」的結構實際上在溶液側含有數層，其厚度與組成物會影響電子轉移到法拉第溶液物種。若有經固定化至電極表面上的帶電物種，這些帶電物種亦將促成帶電介面的結構，其中，它們所置之處距電極表面的距離則變得重要。

一電介面的雙層電容可藉由含有脂族側鏈之表面結合有機分子的存在而部分地調節。在一金屬/液體介面處的雙層電容係由以下關係給定：其中，C_dl係雙層電容，ε係表面吸附質的介電常數，l係表面結合物種的長度，A係金屬的面積，且ε₀係自由空間的介電率(permittivity)。

從方程式1，顯然，介面的C_dl可藉由改變表面結合吸附質的長度而調節。簡單來說，因為物種的長度增加，所以雙層電容則以單調且可預測的方式減少。據此，如圖3A至圖3B所進一步繪示，因為MPSA 的長度大於MESA的長度，所以塗有MPSA之一電極的電容將因此比塗有MESA之一電極的電容還低。類似地，塗有MBSA之一電極的電容(MBSA比MESA與MPSA兩者更長)，將比塗有MESA或MPSA之一電極的電容還低。

圖3A至圖3B繪示測試條之電容之比較結果，其中，經類似形成的電極分別塗有MESA與MPSA。為了此比較之目的，使用標準製造方法來製造兩(2)批次的測試條，譬如圖1C的彼等。在批次3374418中，頂部電極係塗有MESA，且在批次33102501中，頂部電極係塗有MPSA。存在於塗料浴中之MESA與MPSA的功能性濃度係相同，亦即，0.3mM。就兩批次而言，通過浴的帶材速度係為6m/min。為了此比較之目的，對各批次執行共一百(100)次的判定。

雙層電容的最初評估係使用含有水、鹽、以及白蛋白的一專屬替代血漿溶液來執行。將溶液等分投劑到製成的測試條內，且使用VerioPro^TM分析物量測計來記錄電容。如方程式2所預測，其中電極經MPSA處理之測試條批次的電容係低於其中電極經MESA處理之測試條的電容。當以靜脈血液重複實驗時，得到類似的結果。利用具有不同電容臨限的兩個量測計，例如，使得量測計A預期有一大於750nF的測試條電容值，且量測計B預期有一小於750nF的電容臨限，則將不可能會有一不正確批次被使用於錯誤的量測計中。批次3374418(MESA塗料)只會在量測計A中通過電容測試(C_dl大於750nF)且批次3310251(MPSA)只會在量測計B中通過電容測試(C_dl小於750nF)。

如圖3B所繪示，以MPSA來修改頂部電極不會影響測試條關於全血糖之判定的整體反應。因此，以MPSA塗料來取代MESA塗料不會影響分析物的分析。在測試期間，兩批次皆產生該樣本之100%正確的識別，兩者皆具有對照樣本以及葡萄糖樣本。進一步，如在圖3B中所見，當比較兩批次對葡萄糖的靈敏度時，就兩批次而言，從全血校準所得到的精確斜率係完全相同的。這些完全相同的斜率指出，使用MPSA取代MESA，完全不會影響測試條對全血糖的反應。因此，MPSA的使用不會影響分析物量測計區別一對照溶液與全血的能力。

圖4A至圖4B繪示一測試條與用以測量電容之一分析物量測裝置之條埠連接器的互動。一例示性分析物量測裝置於待審之國際專利申請案第PCT/US2010/062629號中被說明，其標題名稱為「Systems and Methods for High Accuracy Analyte Measurement」，其以國際專利申請公開案第WO 2012/091728號公開，其全文以引用的方式併入本文中。一例示性條埠連接器402包括兩個經組態以與測試條之底部電極介接的接點或插腳404、406以及一與包括塗料126(在圖1C中所繪示)之頂部電極介接的中心接點408。接點408經由一間隔物間隙410接觸頂部金電極。與圖1C所繪示之測試條類似，測試條412被插入於量測裝置402中且在一內部強制停止件414處停止。位於距內部強制停止件414距離x處之一夾點416，控制條412的側向移動。距離x係由條埠連接器402的設計所決定。

當測試條412插入於分析物量測裝置402中時，可測量測試條的電容。電容量測基本上可測量起因於離子層形成在電極-液體介面處的一離子雙層電容。電容的量值可用來判定一樣本是一對照溶液或一血液樣本。例如，當在反應室內的是一對照溶液時，所測得的電容量值會大於當在反應室中的是一血液樣本時的所測得電容量值。正如將於下文更詳細討論，一所測得電容可被使用於各種方法中用以校正測試條之一物理特性的改變對於使用該測試條所進行之測量之影響。例如，所測得電容的改變亦可能與測試條之年份以及測試條之儲存狀況的其中至少一者有關。

在用於測量電容的一項例示性方法中，將具有一DC電壓分量以及一振盪AC電壓分量的一測試電壓施加到測試條。在此一情形中，所得的測試電流可經數學處理，如在下文進一步詳細說明，以判定一電容值。

一般而言，當一極限測試電流(limiting test current)發生在具有一良好界定區域(亦即，在電容量測期間沒有改變的一區域)的一工作電極處時，可在一電化學測試條中執行最準確且精確的電容量測。當電極與間隔物之間存在一密封時，不隨時間變化的一良好界定電極區域則可發生。當電流不因分析物氧化或電化學衰變而快速變化時，測試電流係相對恆定的。或者，當信號增加(將因分析物氧化而看見此情況)被伴隨著電化學衰變的信號減少有效地平衡時的任何時段，亦可為用於測量電容的一適當時間間隔。

若樣本滲入於間隔物118與第二電極114之間而導致洩漏，第二電極114的一面積可在投劑樣本之後隨時間潛在地改變。在一測試條的一實施例中，試劑層116可具有大於切除區域120的一面積，此導致一部分的試劑層116係位於間隔物118與第二電極層114之間。在某些情況下，將一部分的試劑層116插置於間隔物118與第二電極層114之間可讓已濕潤的電極區域在一測試期間增加。結果，洩漏可能在一測試期間發生，而導致第二電極的面積隨時間增加，此繼而會使一電容量測失真或受到不利影響。

對比之下，由於第一電極112與間隔物118之間不存在試劑層，所以相較於第二電極114，第一電極112的一面積相對於時間會是較穩定的。因此，一經引入的樣本不太可能滲入間隔物118與第一電極112之間。因為在測試期間充填區域不會改變，所以在第一電極112處使用一極限測試電流的一電容量測因此會是更精確的。

如上文所討論且如圖6所示，一旦在測試條中偵測出液體，一第一測試電位E₁(例如，約20mV，如圖6所繪示)可施加於電極之間達約1秒，以監控液體的充填行為且用以區別一對照溶液與一血液樣本。關於測試電位的額外細節可於待審之國際專利申請案第PCT/US2010/062629號中找到，標題名稱為「Systems and Methods for High Accuracy Analyte Measurement」，其以國際專利申請公開案第WO 2012/091728 A1號公開，全文以引用的方式併入本文中。在方程式3(下文)中，測試電流係經測量自約0.05至約1秒。此第一測試電位E₁可係充分低的電壓，使得鐵氰化物在電化學電池中之分佈盡可能不受到發生在第一與第二電極處的電化學反應的干擾。

在本實施例中，具有一較大絕對量值的一第二測試電位E₂(例如，約300mV，如圖6所繪示)係在第一測試電位E₁之後予以施加，使得可在第一電極112處測量一極限電流。第二測試電位E₂包括一AC電壓分量以及一DC電壓分量。AC電壓分量可在施加第二測試電位E₂之後的一預定量時間處施加，且進一步可以是具有約109赫玆之一頻率以及約+/-50毫伏之一振幅的一正弦波。在一較佳實施例中，預定量時間可從施加第二測試電位E₂之後的約0.3秒至約0.4秒不等。或者，預定量時間可以是隨時間變化之一測試電流暫態具有約為零之一斜率的一時間。在另一項實施例中，預定量時間可以是一峰值電流值(例如，i_pb)衰變約50%所需要的一時間。DC電壓分量可在第二測試電位開始時施加。DC電壓分量所具有的一量值可足以在第二電極處導致相對於第一電極之一極限測試電流，譬如例如約300mV。

與圖1C一致，試劑層116不塗布於第一電極112上，此導致絕對峰值電流i_pb的量值相對低於絕對峰值電流i_pc之量值。試劑層116可經組態以在一分析物存在下產生一還原媒介物，且靠近第二電極之還原媒介物的量可促成相對高的絕對峰值電流i_pc。在一項實施例中，試劑層116的至少酶部分可經組態以不在一樣本導入測試條時從第二電極實質擴散到第一電極。

在i_pb之後的測試電流傾向於在大約1.3秒時穩定至一平坦區，且之後由於在第二電極114處所產生之還原媒介物(該第二電極114經塗有試劑層116)擴散到第一電極112(該第一電極112未經塗有試劑層116)，電流再度增加。在一項實施例中，一電容量測可在測試電流值處於一相對平坦區時執行，其可在約1.3秒至約1.4秒時執行。

一般而言，若電容係在1秒之前測量，那麼電容量測則可能干擾可被用來測量第一電流暫態i_a(t)之相對低的第一測試電位E₁。例如，經疊加在一20mV定電壓分量上之大約50mV的一振盪電壓分量可能導致所測得測試電流的明顯擾動。振盪電壓分量不僅干擾第一測試電位E₁，它亦明顯擾動在約1.1秒時所測得的測試電流，此繼而會干擾對於抗氧化劑的校正。經過大量的測試與實驗之後，最後意外地發現，在約1.3秒至約1.4秒時測量電容所得到的量測結果是準確且精確的，且不會干擾對照溶液/血液辨別測試或血液分析物(例如，葡萄糖)演算法。

在分析物(血糖)的判定中且在第二測試電位E₂之後，可施加一第三測試電位E₃(例如，約-300mV，如在圖6中所繪示)，從而導致測試電流在第二電極114處經測量，該第二電極114可經塗有試劑層 116。如先前提及，於第二電極上存在一試劑層可讓液體滲透於間隔物層與電極層之間，此可導致電極面積增加。

如圖6所繪示，在一例示性實施例中，109Hz的一AC測試電壓(50mV峰對峰值)可在時間間隔t_cap期間施加2個循環。第一循環可使用為一調節脈衝且第二循環可使用來判定電容。可藉由將一部分交流電(AC)波上的測試電流加總、減去直流電(DC)偏移、以及使用AC測試電壓振幅與AC頻率來正規化結果而得到電容估計。此計算能對測試條之電容進行測量，其係取決於測試條樣本室何時被一樣本所充填。

在用於一例示性血糖檢定的一項實施例中，可藉由將在時間點之任一側上的四分之一AC波上的測試電流加總而來測量電容，該時間點係輸入AC電壓與DC偏移交叉之時，亦即，當輸入電壓的AC分量為零時(零交叉點)。下文進一步詳細說明這如何轉換成對於電容之一量測的由來。方程式3可顯示在時間間隔t_cap期間，隨時間變化的測試電流量值：i(t)=i ₀+st+I sin(ωt+φ)(方程式3)其中，i₀+st代表由定測試電壓分量所導致的測試電流。一般而言，DC電流分量被視為隨著時間線性地改變(由於產生鐵氰化物之進行中的葡萄糖反應)，且因此由一常數i_o(其係在時間零(零交叉點)的DC電流)以及s(隨時間之DC電流變化的斜率)代表。AC電流分量係經表示I sin(ωt+φ)，其中I係電流波的振幅，ω係其頻率，且φ係其相對於輸入電壓波的相移。項ω亦可以2πf表達，其中f係AC波的頻率，以赫玆為單位。項I亦可如在方程式4中所示地表達：其中V係所施加電壓信號的振幅且|Z|係複阻抗的量值。

其中R係阻抗的實部且C係電容。

方程式3可從零交叉點前的四分之一波長積分至零交叉點後的四分之一波長，以產生方程式6：其可經簡化成方程式7：

藉由將方程式4代入方程式3，再代入方程式6，且接著重新排列，結果得出方程式8：

在方程式8中的積分可使用電流之加總來求近似，如在方程式9中所示：其中，測試電流i_k係經從零交叉點前的四分之一波長加總至超過零交叉點的四分之一波長。將方程式9代入方程式8得出方程式10：其中，可藉由對零交叉點附近之一全正弦波周期上的測試電流求平均而得到DC偏移電流i₀。

在另一項實施例中，可藉由加總在電流之最大AC分量附近的電流而非在電壓零交叉點附近來得到電容量測。因此，在方程式9中，測試電流可在電流最大值附近的四分之一波長進行加總，而不是在電壓零交叉點之任一側上的四分之一波長加總。此等同於假設回應AC激發的電路元件係一純電容器，所以φ大約為π/2。因此，方程式7可簡化成方程式11：

這據信在此情況中為一合理假設，因為未經塗布電極被極化，使得電流流動的DC或實部分量係無關乎在AC激發中所使用之電壓範圍內所施加的電壓。據此，回應AC激發之阻抗的實部係無限大，表明係一純電容性元件。方程式11隨後可與方程式8一起使用，以得出不需要積分近似法的一簡化電容方程式。最終結果係，當加總的是在電流之最大AC分量附近之電流而不是在電壓交叉點附近的電流時，電容量測係更為精確。

已經判定，多種塗料126產生或改變雙層電容量測。因此，可對量測裝置指定一預定的電容量測。此預定的電容量測裝置可係所預期測得的電容值。預定電容值可係一單一值或一範圍的值。例如，預定電容值可係600nF。在另一項實例中，預定電容值可大於600nF或小於600nF。預定電容值係基於電極的一特性來判定。更具體而言，預定電容值係基於電極塗料的一特性來判定，譬如塗料的分子長度。例如，若使用一MESA塗料，預定電容值可能大於600nF，而若使用MPSA塗料，預定電容值可能小於600nF。

分析物量測裝置可比較此預定電容值與所測得電容值。藉由比較所測得電容值與預定電容值，量測裝置就能夠判定所插入的測試條是否與裝置相容。為了判定測試條是否相容，量測裝置判定所測得電容值是否等於預定電容值，該預定電容值係由具有合適的非揮發性記憶體之裝置的一處理器所儲存。例如，若預定電容值係一範圍，則量測裝置判定所測得電容值是否在該範圍內。在另一項實例中，若預定電容值係一單一值，則量測裝置判定所測得電容值是否實質等於預定值，譬如預定電容值的±10%。

若量測裝置判定所測得電容值等於預定電容值，則量測裝置判定測試條與量測裝置相容並且繼續進行分析物分析。不過，若所測得電容值不等於預定電容值，則量測裝置判定測試條與量測裝置不相容。在此情況中，量測裝置不會繼續進行分析物測試，且反而會回傳一錯誤訊息。

因為量測裝置能夠經由電容來判定一測試條是否與量測裝置相容，所以可發行多種測試條。這些測試條可被區域化(regionalized)，譬如為了成本因素。在另一項實例中，測試條可在設計上具有差異。藉由使預定電容值與一特定的量測計類型相匹配，可能可以發行多種測試條，同時使得不可能將不正確的測試條使用在不應當用來測試的量測計類型。

圖6繪示判定一測試條與一分析物量測裝置之相容性之一方法600的一流程圖。在方塊602，偵測一測試條是否插入於一分析物量測裝置中。為了本實施例之目的，測試條可具有與在圖1A至圖1C所繪示之測試條100類似的一設計。在方塊604，將一測試電位施加到電極達一測試電位時間間隔，以測量測試條的電容。在方塊606，測量測試條的一電容值。在方塊608，比較所測得電容值與一預定電容值。在方塊610，分析物量測裝置基於所測得電容值與預定電容值的比較，判定測試條與分析物量測裝置的相容性。

如所屬技術領域中具有通常知識者將了解的是，本發明的態樣可實施成一系統、方法、或電腦程式產品。據此，本發明之態樣的形式可為一全為硬體之實施例、一全為軟體之實施例(包括韌體、常駐軟體、微碼等等)、或一結合軟體與硬體態樣的實施例，該等態樣在本文中大致可總稱為一「電路(circuit)」、「電路系統(circuitry)」、「模組(module)」、「子系統(subsystem)」及/或「系統(system)」。此外，本發明之態樣的形式可為在具有電腦可讀程式碼被實施於其上之一或多個電腦可讀媒體中實施的一電腦程式產品。

雖已就特定變化例及例示性圖式來說明本發明，此等所屬技術領域中具有通常知識者將理解本發明不限於所述之變化例或圖式。此外，在上述方法及步驟指出某些事件係以某種順序發生的情況中，此等所屬技術領域中具有通常知識者將認知到可修正某些步驟的順序，且這類修正係根據本發明之變化例。另外，當可行時，其中某些步驟可以在一並行程序中同時地執行，也可如上述般依序地執行。因此，本發明若有落在本揭露之精神內或均等於申請專利範圍中出現之發明的變化形式，本專利亦意圖涵蓋彼等變化形式。