TW380046B - Methods of calibrating and testing a sensor for in vivo measurement of an analyte and devices for use in such methods - Google Patents

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附件2A :第87109549號專利申請案 中文說明書修正頁 民國88年6月呈r—i—一 -— -一一—.—(y % 1 修正 五、發明說明（9 ) 補充j d )特徵點與儲存値做比較，並從比較中決定感測器 是否符合預定情況。 吾人發現電極在使用中退化，很多情況都伴隨著由 該電極所構成之電路反應電流-電壓的改變。無論任何指 定電壓（例如用於量測被測物的電壓），此種改變都可解 釋成被測物位準改變。電極的磁滯循環的形狀會改變，不 過，令人驚訝的是，如果感測器工作正常，在此循環上的 特徵點會一致，藉由電流-電壓曲線上特徵點的改變，將 可確認感測器的退化。 特徵點是磁滯曲線上的節點，此節點最好以電壓來定 義，當感測器工作正常時，該點的電流値與感測器四周感 測器的濃度無關。 感測器針測試方法的步驟（a ) —（ d )最好能周期 性地重複。此允許感測器在使用的同時也可重複測試’藉 以監視感測器與預期性能間的偏差。 最好是將最初重複步驟（a ) —（ d )所得到的特徵 點的値儲存，以供後續使用時比對。 因此，與其使用實驗室校準値決定特徵點，不如在活 的有機體中決定更爲精確。 此外，初始的重複是在感測器施加於被測對象後很短 的時間內重複許多次，且在重複的重複期間’要被量測的 被測物是以變化的濃度提供給感測器。 最理想的方法是將被測物供應於感測器上’如此’在 感測器施加於被測對象時即可緊接著釋放被測物’且其中 ------------^^ -裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^12- ' A7 fi , __ B7 五、發明説明（彳） 本發明與在活的有機體中量測被測物的裝置與方法有 關，特別是與用於此種裝置與方法的感測器有關。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 吾等的W0 9 6/1 40 2 6倂入本文參考，該文描 述由被測物控制的液體傳送裝置與被測物監視器，被測物 如葡萄糖被鉑-銥的感測器針偵測，該探針外表有酵素塗 層，如葡萄糖氧化酵素。典型上，該感測器位於具有下表 面的容器內，該下表面被施加於被測對象的皮膚。葡萄糖 在酵素層與氧反應，反應的副產品之第一是過氧化氫。過 氧化氫被感測器針中的鉬分解，感測器針是構成電子電路 的電極。葡萄糖濃度的位準正比於電流的大小。因此，可 用流經電子電路的電流大小決定葡萄糖的濃度。 .曾經發現，在大量生產酵素式感測器時’雖然可將每 批中的每一個感測器做到完全一致，但不同的生產批間就 會產生變異。爲避免使用這些感測器進行量測所產·生的誤 差，每一個生產批都必須經過校準。 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 —\\ 校準此類感測器的方法之一是用它們量測被測物的標 準容液，從已知濃度之被測物所得到的結果決定信號強度 。按此方法進行一或多次量測，對一批中的有效樣品做統 計，即可定出校準函數，理論上，該函數可從量測到的信 號中導出在活的有機體中的被測物濃度。 不過，由於酵素生性敏感，：在感測器的有效期限內 ，感測器的性能能會發生變化。此外，當使用感測器時， 其所在的使用環境與校準該批的環境不同。使用時，感測 器是構成系統的一部分，它部分是生物的，在各個被測對 ^九張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規招（210X297公f ) "

7 B 五、發明説明（2 ) 象間會有差異。例如，在實驗室.中得到的校準函數沒有考 慮出現於活的有機體中的不欲見物質，這些物質會產生假 背景信號。 基於這些理由，吾人曾發現，在實驗室中校準得到的 感測器特徵並不能令吾人滿意，因爲此種校準無法精確地 預測感測器在活的有機體中所有情況下的性能。 本發明的目的是提供一種的被測物感測器在活的有機 體中既快速又精確的校準方法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印敢 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 與酵素感測器有關的另一個問題是它們的性能容易退 化。例如酵素物質的物理化學性衰退，或生物物質在感測 器表面累積時，即會發生性能退化的情形。在W 0 9 6 / 1 4 0 2 6中（倂入本文參考）揭示一種偵測感測器性能 水準退化的方法。在此方法中，使用一種脈波取樣（ plusatile sampling )技術，偵測電流脈波的峰値與基線値 。發現此兩量測電流的比値與要被量測之被測物的濃度無 關。因此，經過一段時間如果發現此比値改變，即可推論 此感測器的性能已有某方面的改變，通常是衰退造成。本 發明尋求另一種更可靠的方法監視感測器的性能與性能衰 退。 本發明尋求提供另一種測試感測器的方法，以偵測感 測器性能的變化。 藉化學或電化學反應量測被測物需要氧氣，當必須在 活的有機體中進行量測時困難就來了。在感測器位置的血 液或組織中的溶氧量可能不夠。如果供應的氧不足，那麼 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格_ ( 210X 297公处） -5- A7 _____ B7 — 1 1 五、發明説明（3 ) 被測物的反應率就可能受到可用氧的限制。這就可能產生 假讀數，它具有極大潛在的危險，例如以量測到的被測物 . .ί 位準做爲醫療用藥的依據。 以葡萄糖爲例，當糖尿病患者的葡萄糖位準已增加到 要注射胰島素時，但錯誤的量測可能導致量測到的葡萄糖 位準仍在正常範圍。偵測葡萄糖位準發生錯誤，這對糖尿 病患者來說非常危險。需要在活的有機體中分析與量測做 爲醫療依據的其它物質也具有相同的問題。基於這些理由 ，增進此類裝置與感測器之性能與精度的重要性明顯可見 〇 因此，本發明提供在活的有機體中校準被測物感測器 的方法，包括的步驟有： a)當感測器被施加於被測對象時提供感測器第一種 預定刺激，俾便產生第一種感測器信號； b )量測該第一種感測器信號；以及 c )根據量測預定刺激所得到的第一種感測器信號決 定校準函數， 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，當校準函數應用於感測器接收的其它信號時，即可 得到校準的輸出。 提供在活的有機體中的預定刺激能校準感測器的反應 ，因爲感測器對此類刺激的反應能於事前決定。因此，根 據本發明的方法提供一條路，利用從預定刺激得到的反應 去評估後續刺激的反應，即由感測器在活的有機體中實際 的量測記錄，並考慮感測器的狀況與使用中所遭遇的條件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公^7 " ^ :.T! > Β7 ' — ------ - .....— -- - — 五、發明説明（4 ) 〇 (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 產生第一種預定刺激的物質，以感測器對其敏感者爲 佳，如此，當感測器施加於被測對象時，該物質刺激感測 器。 藉供給感測器對其敏感的物質，可使感測器產生可靠 的激勵，它可精確地於事先決定。 提供於感測器四周的物質，其形態最好是可溶解於出 現在感測器所施用之被測對象內的生物流體中。 感測器一旦施加於被測對象，可溶解的物質立刻釋放 予感測器，由於溶解物質在被測對象內的分解與傳送速率 可以精確地預測，因此，該物質到達感測器的時間以及感 測器在該處附近所遇到該物質的濃度可以精確地預測。 在較佳實施例中，物質包括被測物或它的前質或衍生 物。 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 無論所選擇的物質爲何，重點是感測器必需要能產生 可靠的反應，但選擇被測物或與其密切相關的物質做爲有 關物質，感測器就會相對較爲簡單，因爲感測器只需對一 種物質或對很小範圍內的物質敏感即可。如再一個例子， 取代要被偵測的被測物，可以選擇被測物的鹽類，因爲它 在活的有機體中顯現極高的溶解性。 所採用的預定刺激最好能使感測器飽合，以使得到的 第一種信號是最大信號。 感測器可被足夠大量的刺激飽合，在校準感測器時最 好利用此現象，因爲它可以重現第一種預定刺激，亦即， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公~' ： ： 經濟.部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ,.、 ____B7 ' 五、發明説明（5 ) 在任何情況下都提供飽和刺激，藉以除去不確定性。 在較佳實施例中，按本發明的方法包括進一步提供第 二種預定刺激給感測器的步驟，以便產生第二種感測器信 號，並量測第二種感測器信號，因此，可根據第一種與第 二種量測到的感測器信號決定校準函數。 吾人發現，當從預定的刺激接收到兩種信號時，將可 使校準更爲精確，因爲允許感測器校準整個工作範圍的精 度。 第二感測器信號是當感測器附近沒有被測物時所量測 到的基線信號。 . 基線信號最好與飽合信號—起使用，因爲這樣可以校 準感測器所有有用的信號，且這兩個端點可外推感測器反 應的中間點。. 第二種預定刺激信號以在感測器四周有被測物被耗盡 時得到爲佳。 感測器針四周的被測物耗盡將致使感測器產生基線信 號，它是由被測物以外的其它因素所造成（例如’外來物 質所產生的被測物量測，感測器所產生的殘餘背景信號等 )〇 感測器最好是藉電化學反應量測被測物’感測器是構 成電路的一部分，被測物與電路所提供的電流產生電化學 反應而消耗，第二種感測器信號的量測即在被測物被耗盡 後很短的時間內開始。 以這種方法消耗被測物的優是消耗被測物的裝置與感 本紙張尺度適用中國國家標準（匚阳）厶4规核（210乂297公#){3_ — ！1._丨 ύι- (諳先聞讀背面之注意事項再填离本頁) 訂 A7 ______B7 __ 五、發明説明（6 ) 測裝置是同一裝置，它是感測器與相關組件的一部分。 第一種與第二種信號構成量測性能曲線上的已知點， 用來描述感測器的量測性能，且校準函數使量測性能曲線 與儲存有校準輸出的感測器理論性能曲線相關，因此，感 測器任.何一步量測的感測器信號，都可被量測性能曲線與 理性能曲線上相關對應的點以及對應的校準輸出所校準。 理論感測器性能曲線可在感測器設計期間決定，也可 以於生產期間逐一量測每個感測器，或量測感測器的製造 批以取得一統計數字。兩條曲線基本上具有共同的參數（ 例如共同的形狀），藉此比較每一條曲線上的已知點得到 相互間的關連，並供外推後續量測的點。 在曲線上用來描述感測器量測性能的已知點，最好是 該曲線的端點。如果曲線具有明確的外形，即可由兩端點 精確地計算出介於其間的點。事實上，如果兩端點其中的 一點爲零點（例如線性曲線的情況，它的唯一變化是斜率 )，那麼只需要一個飽合點即可精確地描述整條曲線。 經濟部中央標準局員工消費合作社印狀 -'·.·) -ί ^ —ύ ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本莨) 如前所述，某特定較佳的被測物是葡萄糖。另一種在 活的有機體中量測葡萄糖的可靠方法，對眾多必須終身每 曰數次採血取樣的糖尿病患而言，不啻是一大福音。目前 最常用的採血取樣程序是每一次都必須刺穿皮膚，直到現 在，使用連續監視系統都受礙於校準困難，因此，本發明 提供解決此項困難的方法。 本發明也提供在活的有機體內量測被測物的方法，步 驟包括感測器被施加於被測對象，根據本發明校準感測器 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Λ4規格（210X2W公H ' -9 - 經濟部中央橾隼局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（7 ) ，感測器根據校準函數提供任何進一步量測的校準輸出。 在另一方面，本發明提供在活的有機體中量測被測物 ,, 的裝置，包括： a )在活的有機體中量測被測物的感測器，以及提供 反應被量測之被測物的信號； b)當感測器被施加於被測對象時提供第一種預定刺 激給感測器的裝置，藉以產生第一種感測器信號；以及 c )與感測器有關的電子電路用以接收該信號，並根 據該信號提供一校準輸出，其中電子電路包括根據量測預 定刺激所得到的第一種感測器信號決定感測器校準函數的 裝置； 因此，’當從感測器接收到進一步的信號，即可用它來提供 已校準輸出。 具有此方面技術的人士將可瞭解以上所討論之本裝置 所採行的校準方法，以及與其相關的許多優點。此類裝置 進一步的特徵將在下文中說明，從以上的討論也可明瞭許 多優點。 _ 提供第一種預定刺激給感測器的裝置最好包括供應給 感測器的相關物質，如此，當感測器施加於被測對象時’ 感測器對該物質敏感。 此外，供應的物質最好與提供於感測器上的可滲透保 護塗層相關。 在較佳實施例中，供應的物質的量要能使感測器飽合 ，並藉以產生最大信號用來校準感測器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公錄） 、言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 A7 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 _____—_____ 五、發明説明（8 ) 感測器包.括的單元件最好能插入皮下、皮內、靜脈內 、或經由外科器械植入被測對象，且供應給感測器的物質 爲溶液形態。 因此，感測器在裝置上可以是針的形式，它可以無痛 地固定於皮膚，以使感測器穿透皮膚預定的深度。經由選 擇固定裝置的位置，可確保每個人間都具有良好的一致性 〇 此類型較佳的裝置包括一容器，其底部可施加於被測 對象的皮膚，針狀的感測器在容器內，當使用此裝置時， 感測器從容器中伸出穿入被測對象的皮膚。 提供產生基線信號的裝置，當針的四周實質上沒有出 現待測物時，可得到一對應信號，該基線信號用來校準感 測器。 產生基線信號的裝置最好包括電壓產生器，它是構成 電路的一部分，基線信號是通過感測器針附近的電流所提 供，該針消除了被測物或用於量測被測物的化學物質。 此外，被該裝偵測的被測物最好是葡萄糖。 本發明也提供一種在活的有機體內測試被測物感測器 的方法，被測物感測器做爲路的電極提供給被測對象，包 括的步驟有： a )施加一電位給電極並改變電極的電位，以使電極 電流至少歷經一部分的磁滯循環； b )量測並記錄在該磁滯循環上的許多電流値； c )從許多電流値計算磁滯曲線上的特徵點；以及 氏張尺度適用中國國家標準（CNS )六4規掐（210X 297公处）. ~_ -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ο. 訂 附件2A :第87109549號專利申請案 中文說明書修正頁 民國88年6月呈r—i—一 -— -一一—.—(y % 1 修正 五、發明說明（9 ) 補充j d )特徵點與儲存値做比較，並從比較中決定感測器 是否符合預定情況。 吾人發現電極在使用中退化，很多情況都伴隨著由 該電極所構成之電路反應電流-電壓的改變。無論任何指 定電壓（例如用於量測被測物的電壓），此種改變都可解 釋成被測物位準改變。電極的磁滯循環的形狀會改變，不 過，令人驚訝的是，如果感測器工作正常，在此循環上的 特徵點會一致，藉由電流-電壓曲線上特徵點的改變，將 可確認感測器的退化。 特徵點是磁滯曲線上的節點，此節點最好以電壓來定 義，當感測器工作正常時，該點的電流値與感測器四周感 測器的濃度無關。 感測器針測試方法的步驟（a ) —（ d )最好能周期 性地重複。此允許感測器在使用的同時也可重複測試’藉 以監視感測器與預期性能間的偏差。 最好是將最初重複步驟（a ) —（ d )所得到的特徵 點的値儲存，以供後續使用時比對。 因此，與其使用實驗室校準値決定特徵點，不如在活 的有機體中決定更爲精確。 此外，初始的重複是在感測器施加於被測對象後很短 的時間內重複許多次，且在重複的重複期間’要被量測的 被測物是以變化的濃度提供給感測器。 最理想的方法是將被測物供應於感測器上’如此’在 感測器施加於被測對象時即可緊接著釋放被測物’且其中 ------------^^ -裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^12- A7 , ____ B7 五、發明説明（10 ) 被測物濃度的變化是經由被測物在反應中被消耗或被測物 在被測對象身體內擴散而得。 、， ' Λ 按此方法，決定特徵點的工作可以在感測器在活的有 機體中校準時執行，因爲如前所述，在活的有機體中校準 是利用感測器附近變化的被測物濃度位準，且這些變化的 被測物位準也能量測到不同被測物位準.的電流-電壓反應 ，成爲重複磁滯循環的一部分。 適合的方法進一步的步驟包括提供一指示器，用以指 示決定的結果是否符合預定條件。指示器最好是可以發出 音響的警報器。 在另方面，本發明提供可以在活的有機體中量測被測 物的裝置，包括： a )在活的有機體中的感測器，供量測被測物並提供 反應量測該被測物的信號； b )與感測器有關的電子電路，用以接收信號並根據 信號提供校準輸出； 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) c )感測器在電路中的功能如同電極，該電路包括將 .電極刺激到預定電位的裝置，以及供量測與記錄通過該電 極之電流的裝置； d)改變電極電位以使電流歷經至少部分磁滯循環的 裝置； e )從記錄到的量測電流中計算磁滞曲線上特徵點的 裝置； f)比較特徵點與儲存値並從比較結果決定感測器是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（210X 297公漦〉 -13- A7 ( _____B7____ 五、發明説明（彳彳） 否符合預定條件的裝置。 使用本發明測試方法的裝置，以及本發明測試方法的 優點已在前文中說明，它也可應用於大部分對應裝置，還 有許多較佳的特徵將在下文中說明。 因此，特徽點最好是磁滯曲線上的節點，且該節點最 好定義成電壓，當感測器的功能正時，磁滯曲線上特徵點 •的電流値與感測器四周被測物的濃度無關。 裝置最好包括記憶體用以儲存初始重複量測之電流値 所決定的特徵點値。 進一步較佳的特性是包括如果決定感測器不符合預定 條件，用以提供警告的裝置。 在另一方面，本發明提供在活的有機體中量測被測物 的方法，包括： a )提供在活的有機體中的感測器，它的功能用如同 電路的電極，接觸被測對象量測被測物，其中感測器工作 所仰賴的反應需要氧氣； 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (諳先聞讀背面之注意事碩再填寫本頁) b )電壓通過電極，電壓的大小與持續的時間足以電 解出現於感測器四周的化學品產生氧氣； c )量測感測器反應需氧反應所產生的信號；.以及 d)周期性能地重複步驟（b)與（c)。 電解物質產生氧氣可克服體內缺氧的問題，藉以增加 感測器的精確度。它可有效提升被測物的可量測最大位準 ，在量測被測物時，氧氣不足是限制最大位準的因素。 出現於感測器四周的化學品以水爲佳，它可被電解提 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ<規格（210X297公漦） -14- 經濟部中央標準局負工消费合作社印聚 A7 B7 五、發明説明（12 ) 供氧氣。 步驟（b )最好能持續一段時間，俾能產生足以超過 r J. 要被感測器量測之被測物化量比的氧氣。因此，如果是以 脈波取樣技術量測被測物，產生氧氣的脈波要與量測的脈 波交錯，以確保每次量測都能出現足夠的氧。 本發明也提供在活的有機體中量測被測物的裝置，包 括： a )在活的有機體中的感測器用以量測被測物，並提 供反應量測該被測物的信號，其中感測器作業所仰賴的反 應需要氧氣； b )與感測器相關的電子電路，用以接收信號並根據 該信號提供已校準的輸出； c )在電子電路中感測器的功用如同電極，電路中包 括將電極刺激到某電壓的裝置，該電壓的大小與持續的時 間足以將出現於感測器四周的化學品電解以提供氧氣；以 ^及 d)藉電解交替產生氧氣並允許所產生的氧氣參與反 應以量測被測物的裝置。 根據本發明的任何裝置，最好提供能反應被測物的量 測値輸送某物質到被測對象的裝置。. 因此，該裝置可包括內有胰島素的邦浦，它可以反應 量測到的葡萄糖位準並以可控制的速率泵送。熟悉此方面 技術的人士都知曉此類邦浦的操作原理，適合的範例揭示 於W0 96/14026,倂入本文參考。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（210Χ 297公软) " Λ * r m - ---- f 1 I— ml - -I IJ> - —I— nn n I -1— (.諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί ΑΊ _ Β7 五、發明説明（13 ) 該物質最好是能改正病患病情的藥劑，病患的被測物 是指示劑。 .· · ~ 本發明進一步提供在活的有機體中校準被測物感測器 的裝置，包括： a)被施加於被測對象的感測器； b )提供第一種預定刺激給感測器以產生第一種感測 器信號的裝置； c)量測第一種感測器信號的裝置； d )根據預定激勵所產生之第一種感測器量測信號決 定校準函數的裝置， 因此，當從感測器接收到進一步信號時，即可用校準函數 提供校準輸出。 提供第一種預定刺激的裝置最好包括感測器對其敏感 的供應物質，因此，當感測器施加於被測對象時，該物質 刺激該感測器。 此外，該物質最好能溶解於出現於.被測對象要被感測 器施用區域的生物溶液。 該物質包括被測物或它的前質或衍生物。 所採用的預定激勵以能飽合被測物爲佳，以使所得到 第一種信號是最大信號。 在較佳實施例中，該裝置進一步包括提供第二種預定 刺激給感測器以便產生第二種感測器信號的裝置，.以及量 測第二種感測器信號的裝置，如此，決定校準函數的裝置 即可根據第一種與第二種感測器量測信號決定校準函數。 ϋ氏張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4规桔（21〇Χ29?ϋ ~ _ ^^1 t^n· — I (HI nn nn nn nn ml I ml TJ» s r 、-口 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 經濟部中央標準局舅工消费合作社印製 A7 _ B7 ' 1 五、發明説明（14 ) 第二種感測器信號最好是在感測器四周沒有實質被測 物時所量測到的基線信號。 / ·. -j. 第二種定刺激是在感測器四周的被測物完全被耗盡的 情況下所提供。 第一與第二種信號構成描述感測器量測性能之量測性 能曲線上的已知點，且校準函數使量測性能曲線與儲存有 校準輸出的感測器理論性能曲線有關，如此，感測器任何 進一步量測的感測器信號，都可被量測性能曲線與理論性 能曲線上相關對應的點以及相關對應的校準輸出所校準。 在描述感測器量測性能之曲線上的已知點最好是曲線 的端點。 本發明也提供在活的有機體內量測被測物的裝置，包 括將感測器施加於被測對象的裝置，根據本發明的方法校 準感測器的裝置，以及根據校準函數提供感測器任何進一 步量測之校準輸出的裝置。 以下將利用實施例的描述與所附圖式進一步說明本發 明，其中： ffl 1 A是根據本發明之被測物監視裝置的設計圖； 圖1 B是圖1 A之監視裝置所使用之顯示器的設計圖 t 圖2是圖1 A之監視裝置的底視圖； ® 3是圖1 A之監視裝置之感測器針的放大圖； 圖4 A - 4 C分別代表圖1 A之監視裝置施加於被測 對象後’在活的有機體內感測器針四周的葡萄糖位準圖、 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS ) Λ4規掊（2丨〇'x297公p ]— "J-----oI — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° -17- A7 B7 五、發明説明（15) 相同時段量測到的電極電流、以及相同時段施加的電極電 壓；. (請先閱讀背面之注意事項再填离本頁) 圖5是根據本發明之被測物監視裝置在兩種不同環境 中的電極電流對被測物濃度的曲線圖； 圖6是根據本發明之被測物監視裝在兩種不同環境中 的電極電流對被測物濃度的曲線圖； 圖7是代表施加於根據本發明之被測物監視裝置的電 極電壓與量測到的電極電流； 圖8是電極電流對葡葡糖濃度的比輳圖，用以說明使 用本發明的方法在活的有機體內產生氧氣的效果； 圖9與1 0顯示使用本發明的方法量測葡萄糖若干不 同濃度所到的一系列電流一電壓磁滯循環圖，以及同一感 測器在感測器退化後的電流-電壓磁滞循環圖 圖1 1是使用本發明的裝置在活的有機體內量測葡萄 糖濃度與時間的關係，該圖是對狗所做的測，並與標準的 參考測試做比較； 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 圖1 2是根據本發明之裝置的實施例在使用者最終組 裝前的截面圖； 圖1 3是圖1 2最終組裝後的截面圖； 圖1 3 A是圖1 3之裝置的細部放大圖；以及 圖1 4是圖3所示之感測器探針的另一種結構圖。 元件表 1 〇 監視裝置 用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（21〇^<297公势)~ ~~~ ΑΊ B7 五、發明説明（16 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1 外殼 2 第一部分 3 第二部分 4 下表面 5 工作電極 6 計數電極 7 參考電極 9 電壓控制器 8 微處理器 〇 電池 1 按鈕 2 警報器 3 無線電發射 4 顯示單元 5 無線電接收 7 電池 8 孔 9 酵素葡萄糖 0 保護膜 1 葡萄糖 6 長度 7 直徑 0 理論曲線 量測曲線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS)Λ4規格（2丨0X 297公#) -19- 五、發明説明（17 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 4 2 量 測 曲 線 4 1 a 感 測 器 最 大 信 號 4 1 b_ 第 二 感 測 器 信 號 4 0 a 飽 合 信 號 4 0 [ 基 線 信 號 4 1 c 量 測 信 號 4 2 a 飽 合 信 號 4 2 b__ 基 線 信 號 4 2 c 量 測 信 號 4 5 校 準 參 考 曲 線 4 5 a 飽 合 端 點 4 5 基 線 端 點 4 6 里 里 測 曲 線 4 6 a 量 測 飽 合 端 點 4 6 量 測 基 線 端 點 4 6 c 量 測 5 0 電 流 量 測 脈 衝 5 1 氧 產 生 脈 衝 5 3 電 極 電 流 脈 衝 5 4 陰 影 丨品. 域 5 5 空 白 丨品- 域 5 2 累 積 周 期 6 0 曲 線 6 1 曲 線 ----.................-··'- -- I : In I---...... — ----- II !!1 - - - I----- : ~ ; Γν (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規将（210Χ 297公釐） -20- 五、發明説明（18 7 0 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 8 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 2 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 9 4 7 曲線 曲線 曲線 曲線 節點 節點 曲線 曲線 曲線. 曲線 曲線 節點 節點 曲線 展開機構 圓柱形套 平台 孔 環形凹槽 圓柱形突出物 簧 唇 槽 釋放鈕 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公漦） -21 - Α7 Β7 五、發明説明（19) 1 ο 〇 斜面 110 感測器針 1 1 2 鉛黑層 111 不銹鋼針幹 113 P U 膜‘ 114 可溶性葡萄糖塗層 圖1 A的設計圖是說明根據本發明之在活的有機體內 量測被測物的被測物監視裝置。圖1 B說明與圖1 A之監 視裝置有關的顯示單元，用以提供量測被測物位準的視覺 輸出。圖1A的監視裝置以1 〇表示，它包括外殼1 1， 分成第一部分1 2與第二部分1 3。外殻1 1的第二部分 1 3的下表面1 4提供一個工作電極1 5、一個計數電極 1 6、與一個參考電極1 7。裝置1 0藉計數電極.1 ,6與 參考電極1 7表面的導電黏著劑黏附於被測對象的皮膚。 工作電極1 5是針狀的、銷-銥酵素感滴I」器，其細部構 造將在下文中詳述。計數電極1 6與參考電極1 7的表面 是銀/氯化銀，藉著表面上的導電黏著劑與被測對象的皮 膚保持良好的電氣接觸。 電極1 5、1 6、1 7經由電壓控制器1 9連接到微 處理器1 8。電壓控制器1 9是用來供應計數電極1 6與 參考電極1 7間的定電壓、脈衝電壓或可變電壓。該電壓 是由微處理器1 8控制，微處理器1 8與電壓控制器1 9 所需的電力都是由電池2 0供應。，開關的型式是按鈕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規輅（210X 297公 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ό. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -22 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _______B7 ’ 五、發明説明（20 ) 2 1 ’用來停止或開始該裝置的操作，如果使用者的葡萄 糖位準過高或過低’警報器2 2即會發出警告。警報器 '/ *- 〇. 2 2也可具有其它功能，例如警告裝置故障或電池電壓電 量不足等。， 圖1 A的葡萄糖1 〇藉由低功率的無線電發射機2 3 與圖1 B的顯示裝置連接。圖1 b的顯示單元2 4也有一 對應的無線電接收機2 5與可見的L CD顯示器2 6，都 是由電池2 7供應所需的電力。量測裝置所量測到的被測 物位準可發射給顯示單元2 4。 圖2顯示監視器1〇的底面。第二部分13的下表面 1 4的中心點是工作電極1 5 (即酵素感測器針）。計數 電極1 6與參考電極1 7呈半圓形狀分別位於兩側。下表 面1 4提供了適當的黏著力足以將裝置1 〇固定於被測對 象的皮膚。 ' 圖3顯示酵素感測器針1 5的正視圖。鉑一.銥針1 5 上有許多孔2 8，內含酵素葡萄糖氧化酵素2 9。酵素葡 .萄糖氧化酵素2 9位於針1 5表面的凹處，以防止酵素 2 9遭受物理性破壞，例如，當針1 5從病患的皮膚刺入 時。 在針1 5的面表有一層保護膜3 0，外部塗有葡萄糖 3 1，其用途是在活的有機體內校準針1 5，將在下文中 說明。 保護膜3 0具透葡萄糖性與透氧性，且所||透過的氧 • "· .' 逢於葡萄糖。此種選擇性有助於確保氧的量超過葡萄糖， 本紙張尺度ΐϊ用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公ϋ ' ~ -23- — 1-----〇 —I -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ ΑΊ B7 五、發明説明（21 ) 以確保反應率不會受到氧氣供應不足的限制。此問題將在 下文中更詳細說明。適用的保護膜材料包括聚氨基甲酸_ (P U )、Nafion ( Nafion是全氟化離子交換膜的商標 )、纖維素材料或聚桂氧院。 以上所討論（含葡萄糖的保護膜）的另一種結構是將 可溶解的葡萄糖顆粒埋在保護膜中。在施加於被測對象， 葡萄糖緊接著溶解離開膜內的孔。葡萄糖顆的大小與分布 可事先選擇’以確保這些孔能選擇性地讓前所述的氧透過 〇 在圖3中顯示兩種尺寸，即針1 5的長度1與直徑d 。適合的尺寸是長度26爲5公厘，直徑27爲0.3公 厘’當然，如有需要，其它各種尺寸都可使用。 裝置的橾作. 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 監視裝置1 0的基本操作原理如下所述。監視裝置 1 0 (包括可重複使用的第一部分1 2，它包括電子控制 電路，及可拋棄第二部分1 3，它包括酵素感測器針1 5 )在使用前撕去保護具黏性的下表面14與感測器針15 的襯紙（圖中未顯示），接著將下表面1 4壓向被測對象 的皮膚，以使感測器針1 5穿透被測對象的皮膚進入皮下 區域，在此處與皮下組織接觸。銀/氯化銀電極1 6與 1 7藉其表面上的導電性黏著劑與被測對象的皮膚接觸。 顯示單元2 4戴於被測對象的手腕或其它適當位置（如床 邊或護理站，以供第三者監視病患的情況）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X 297公漦） -24- A7 I 1 B7 ——- — —-- — 五、發明説明（22 ) 使用時，出現於皮下區域之血液、血漿或血淸內的葡 萄糖擴散，如氧與水般地通過保護膜30。葡萄糖（ C 6 Η X 2 0 6 ).氧（〇2)與水（Η2〇）在葡萄糖氧化 酵素中依照下列反應式反應： C 6 Η 1 2 0 6 + 0 2 + Η 2 0 —C 6 Η 1 2 〇 7 + Η 2 〇 2 因此，在感測器針1 5處產生葡萄糖酸（C6H12〇7)與 過氧化氫（Ή 2 Ο 2 )。因此，過氧.化氫在鉑—銥針1 5產 生的速率，理論上正比於循環系統中之血液中的葡萄糖濃 度。 在鉑-銥針表面產生過氧化氫的是氧化酵素（鉑爲觸 媒），依據反應式： . H202— 〇2 + 2H + + 2e 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，過氧化氫的作用如同電宇源，如果在工作電極 (感測器針）1 5與計數器電極1 6間.施加一電位，電子 即如同自由電荷載子。 ' 微處理器1 8致使電壓控制器1 9施加一電壓到工作 電極1 5。電壓的大小決定了工作電極1 5與參考電極 1 7間的電位差。不過，此兩電極間沒有電流流過，電流 流過計數器電極1 6 (它與參考電極1 7具有相同的電位 )。事實上，該電路是恒電位，熟悉此方面技術的人士都 本纸張又度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規掐（210X 297公 -25- A7 B7 經濟部中央標準局舅工消费合作社印製 五、發明説明（23 ) 知道’此表示，無論兩電極間的電阻爲何（各個裝置間的 電阻値必然不相同），此裝置都能將很精確的電壓施加於 工作電極1 5與計數器電極1 6間。 因此，當電壓施加於工作電極1 5，微處理器1 8量 測流過工作電極1 5與計數器電極1 6間之電路的電流。 由於此零流僅在自由電荷載子出現時才會流動，因此，該 電流提供了在工作電極1 5四周量測到的電荷載子數量。 該電流主要是源於鉛（或鉑-銥）針表面的過氧化被其分 解所產生的自由電子。 如W 0 9 6 / 1 4 0 2 6中所描述，該電壓僅周期性 地施於工作電極15與計數器電極16間。在工作電極與 計數器電極間的電壓被切斷期間，葡萄糖還是持續與氧及 水反應，在感測器針1 5處產生增量的過氧化氫。在指定 的切斷時段過後，接著再施加電位，在切斷期間累積之過 氧化氫所產'生的所有電子都被很短的猝發電流一掃而光， 迅速衰變到穩態位準，即相當於在一直而非間歇施加電壓 情況下所偵測到的位準。 6 藉重複開、關切換電壓，在"關"的期間累積過氧化 氫，在"開〃的期間量測累積的過氧化氫，相對於出現於 使用者組織中的其它TW*載子，過氧化氫分解所產生的電 荷載子對量測而言最具貢獻。如此，其它電荷載子所引起 的電流背景位準，它在很短的周期內基本上是一常値。 量測到的電流被微處理器1 8積分，以得到引起該量 測電流的總電荷；如果Q代表從〇到t秒期間電流中所有 I；請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公t A7 _____B7 - 、 五、發明説明（24 ) ~~~~~~~' 電荷子的總電荷量，那麼：

./_ 〇 I · . d t = Q 因此’藉對整個施加電壓的期間積分，即可得彳盾胃％ 統中之血液中未經校準的葡萄糖量測濃度。電流脈彳皮@ _ 分將在下文中進一步討論。 雖然以上是討論與葡萄糖有關的酵素感測器針，{旦 同的原理也可應用於其它的酵素感測器針與葡萄糖&%@ 被測物。 在活的有機體內校準 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 IJ---3------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 感測器針1 5是整批感測器針中的一部分，在工_巾 都曾做過校準。最常用的是統計法，從生產批中取樣在實 驗室執行校準（例如使用標準的葡萄糖溶液），並將此校 準的結果應用於整批感測器針（假設整批針的品質都在可 接受範圍）。該批的校準結果可編碼於監視裝置10的第 二部分1 3。此碼最好採用機器可讀的碼系統，例如條碼 或內含校準參數的簡單晶片，當第一部分1 2與第二部分 1 3連接時，或當啓動按鈕按下時，微處理器可自動讀取 這些資料。 不過，如前所述，在儲存期間感測器針可能發生某些 變化，因此，當感測器針在活的有機體內使用時’實驗室 測試期間所決定的校準函數可能無法完全精確。更重要的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規桔（2丨0X 297公釐） -27- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 丨· ， B7 五、發明説明（25 ) 是，即使感測器針在其它方面的性能都一致，但由於個人 間的不同，以及同一人但施用位置不同，針與四周身體組 織間多少會發生些許變化。 因此，必須進一步在活的有機體中校準。.當感測器針 1 5進入人體，葡萄糖塗層3 1幾乎立即溶解，並飽合葡 萄糖氧化酵素2 9。微處理器提供一電壓給電極並量測所 得到的電流。由於酵素被葡萄糖飽合，此第一種量測信是 飽合的或最大的可量測信號。 圖4 A _ 4 C分別說明：（圖4 A )在感測器針1 5 施加於人體即刻開始一段時間後，在活的有機體中的葡萄 糖位準；（圖4 B )相同時段量測到的電極電流；以及（ 圖4 C )施加於電極的周期性電壓脈衝（電壓控制器1 9 在微處理器18的控制下所產生），它引起圖4 B所示的 量測電流。 在時間t :施加電壓V :(圖4 C )得到電流I i (圖 4 B )，它對應於酵素的飽合位準Gi (圖4A)。雖然在 開始時葡萄糖的位準超過位準G :，但初始的較高位準在圖 中未顯示，因爲它是感測器只能量測到飽合位準，飽合位 準對準對校準方法十分重要。信號I i被儲存在微處理器 1 8的記憶體內，是第一種感測器信號。 接下來的脈衝V 2，V 3，V 4等引起持續降低的信號 I 2，I 3，I 4等，即如葡萄糖從感測器針1 5擴散開， 並與氧氣與水反應被消耗掉。微處理器1 8監視逐漸下降 的信號直到信號I 與I 8，看起來實質上相等。此顯示葡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） ---，----OI — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工.消費合作社印製 A7 , ' _ _ B7_ 一— 五、發明説明（26 ) 萄糖位準G 2是平衡的葡萄糖位準，也就是在此時病患皮 下組織內的葡萄糖濃度。 在此點施加較長的脈衝V 9，它將消耗掉感測器針1 5 處的所有電荷載子，原因是過氧化氫被分解’即給予一個 電流信號I 9，·它從量測的平衡葡萄糖位準G 2降到量測的 背景荷載子位準G3，該位準是受外來的影響。信號ί 9也 被微處理器I 8記錄供校準用。 在記錄第一種感測器校準信號I i與第二種感測器校準 信號I 9後，微處理器1 8重新開始間歇的脈衝V i 0、 V !]等。。 在圖7中脈衝的大小與數量相對於整個時間範圍並不 精確，因爲典型上葡萄糖溶解需要5到1 0分鐘的時間， 接著它又被擴散與酵素分解消除。在此期間，實際上量測 到極大量很短的脈衝。 當量測到第一與第二種感測器校準信號I :與I 9，即 可以計算這個在特定環境中特定感測器針1 5的校準函數 ，現請參閱圖5解釋。_ 圖5顯示在同一批中三支不同感測器針的性能特徵曲 線。圖中顯示每支針在不同被測物濃度中的量測信號； 曲線4 0是在製造工廠爲整批感測器針所做的理論或 實驗室校準性能曲線。此曲線是整批針的平均校準曲線， 量測自有效取樣的測試統計。 曲線4 1是第一支感測器針在活的有機體內量測的性 能曲線’曲線4 2是第二支感測器針在活的有機體內量測 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X2974®· )~~~ ' n ^Bm «rfn m^i m· -. c (讀先閱讀背T&之注意事項再填¾本頁) 訂 -29 - A7 B7 五、發明説明（27 ) 的性能曲線。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 從每一條曲線4 0、4 1、4 2中可看出，信號強度 隨著被測物濃度明確地增加。不過，到某第一點感測器針 變爲飽合，超過此點，信號強度不再隨被測物濃度增加而 增加。 曲線4 1所代表的針在活的有機體內做如下的校準： 在它施加於被測對象後極短的時間內，量測到感測器最大 信號4 1 ，如前所述的（i t )。感測器針上葡萄糖的量 足以確保此信號位於飽合區域。如前進一步的描述，接著 在感測器針上施加周期性的脈衝，此將致使感測器針四周 所有超量的葡萄糖都被消耗，直到到達平衡的葡萄糖位準 G2，接下來是延長的電壓脈衝，將使葡萄糖的濃度降至基 線位準（G 3 )。在此點量測到第二種感測器信號4 1上_， 如前所述的（i 9 )。 微處理器將這些信號4 1立_、4 1 !_與理論或實室量 .測的信號一濃度曲線4 0上對應的點做比較’即信號 4 1且_與信號4 0 比較，信號4 1 -與信號4〇[比較 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 0 由於來自同一批針的校準曲線都具有相同外形，因此. ，藉將曲線4 1上的已知兩點映射到曲線4 0上的已知兩 點，可將在活的有機體內的感測器針的校準曲線4 1映射 到理論校準曲線4 0。就此這兩曲線而言，由於已量測飽 '合信値與基線信號値.，因此，此兩點間任何中間點，都可 以很容易從曲線4 1映射到曲線4 0的校準函數導出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 〇n _ 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（28 ) 由於校準參數已在製造工廠編碼於裝置的第二部分， 計算理論（實驗室量測）曲線4 0上任何一點校準輸出的 指令也已提供給微處理器。計算曲線4 1映射到曲線4 0 的校準函數提供完整資料給微處理器，爲任何後續在曲線 4 1上的量測信號提供校準輸出。 就曲線4 1而言，校準函數是將所有信號加上對應於 曲線4 0與4 1間的固定垂直距離量。因此當量測到信號 4 1 i，微處理器計算對應的點4 0 ，並提供對應於黑 4 0 i的校準量測當爲輸出傳送到顯示單元，並以有意義 的單位顯示。 相同的基本原理也可應用於具有曲線4 2之量測特徵 的感測器。不過，校準函數必須考慮飽合信號4 0 j_、 4 2 間的差異大，基線信號4 0 1、4 2上_間的差異小 的事實。因此，爲將量測點4 2 !_映射到理論曲線上的對 應點4 0 1，微處理器必須應用與濃度相關的校準函數，， 根據此點在曲線4 2上的位置，在量測信號4 2 上加或 減去一量。雖然如此，必須瞭解的是，這三條曲線4 0、 4 1、4 2間的基本外形都相似，使得將任何量測曲線映 射到理論曲線的作業都很簡單，因此，只需很少的幾次量 測即可推演出整條曲線的映射。 在某些特例中，可能只需用到一次量測。例如，如果 一批中的有感測器都必須於被測物的位準爲零（無背景信 號）時提供零輸出，那麼只需一個量測點即可將一般量測 曲線映射到理論曲線。反言之，如果使用兩點的精確度不 本紙張尺度適用中國國家標準·（ CNS.) A4規格（210X 297公釐） (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) ο 訂 -31 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ Β7 五、發明説明（29 ) 夠，就必須使用三點或更多的量測點來校準。 以上所述的校準方法預期可補償感測器行爲的變異。 如果量測結果超出指定範圍（例如實驗室量測値的± 3 0 % )，微處理器必須被程式能發出音響或警報，指示該感 測器已失效不能使用。 圖6顯示某次實驗測試得到的校準結果。圖中顯示已 校準的參考曲線4 5 (在活的有機體內校準感測器針得到 的曲線）、飽合端點4 5卫_與基線端點4 5上_。量測曲線 4 6是利用量測飽合端點與基線端點所外推出的曲線。從 這些量測可決定出量測（在活的有機體內）曲線在參曲線 (實驗室校準）之下固定〇 · 〇 3毫安。因此，後續量測 4 6 得到的0 . 3 8毫安可以相關到參考曲線上的 0 . 4 1毫安，該値再對應到4 m Μ的葡萄糖濃度（7 2 m g / d .1 i t ) 〇 必須瞭解的是’在對數刻度上的葡萄糖濃度，沿著刻 度的每一個筹級距代表葡萄糖濃度加倍。基於此，校準函 數極爲重要’因爲0 · 3 8毫安的讀數如果不從參考曲線 解釋，相關的葡萄糖濃度僅稍超過3 m Μ而已。. 在活的有機體內產生氧 從上述葡萄糖/氧/水的反應化學方程式可知，感測 器的正確作業是假設出一於葡萄糖氧化酵素四周的葡萄糖 .都被反應（至少到達感測器針的飽合點）。理論上，S應、 率受限於葡萄糖的量（因此，此反應可用來量測葡萄糖） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 —---;------------訂 (請先聞讀背面之注意事項再填离本頁) -32- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（3〇 ) 。不過，如果實際上缺乏氧氣，那麼就成爲此反應的限制 因素。如果真是如此，所量測到的電流位準就是指示氧的 量而非葡萄糖的量。 解決此問題的方法如圖7的說明，即提供兩個重複的 電壓脈衝序列，即電流量測脈衝5 0序列與氧產生脈衝 5 1序列。 0 . 6伏的電流量測脈衝5 0序列用來量測過氧化氫 分解產生的電流。當施加此0 . 6伏的脈衝時，微處理器 量測到電極電流5 3，並對量測到的電流脈衝5 3的寬度 (時間）積分，得到此電流脈衝中的電荷載子。如前文中 解釋，電荷載子的數量主要決定於葡萄糖與氧及水反應後 產生的過氧化氫。每一個電流脈衝5 3中的陰影區域5 4 代表使用脈衝量測模式所累積之過氧化氫得到的額外電流 。如果以穩態量測電壓取代脈衝量測，即會得到陰影區域 5 4下方空白Μ域5 5對應的穩態電流。 除了電流量測脈衝5 0外，尙提供1 . 3伏的氧產生 脈衝5 1 ’此1 · 3伏的脈衝5 1緊跟在電流量測脈衝 5 ◦之後。1 . 3伏的氧產生脈衝5 1是藉電解水產生氧 。此將可以產生足夠的氧以確保感測器針四周的氧超過葡 萄糖’如此，葡萄糖才是量測過程中的限制因素，確保能 量測到精確的葡萄糖。 當氧產生脈衝5 1施加於電極期間，亦會有可量測到 的電極電流’但爲簡化圖面，故未顯示於圖中。 在氧產生脈衝5 1產生氧後，電壓關閉一段周期，以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規核（210X297公釐） - - < ' n i u n In In nn nn In i m { - s. 4 T^- -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -33 A7 · :、 B7____ 五、發明説明（31 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 允許葡萄糖在葡萄糖氧化酵素中與氧反應並產生過氧化氫 。過氧化氫在感測器針1 5處分解，且當電流打開出現電 流突波（如圖上半部所示）時，它即消退到基線位準。 在圖7中並未顯示時間刻度。電流量測脈衝5 0的長 度以0.01-1.0秒爲佳，最好是0.1秒；氧產生 脈衝5 1的挎續時間也以〇 . 0 1 _ 1 . 0秒爲佳，最好 是0 . 1秒；氧產生脈衝5 1與下一個電流量測脈衝5〇 間的累積期間5 2以0 . 0 5 — 1 0秒爲佳，最好是 1 · 0秒。上述這些時間僅供參考，實用上得視使用環境 而定，時間超過這些範圍也可適用。 圖8顯示使用上述氧產生脈衝序列所得到的結果。曲 線6 0顯示葡萄糖濃度增加到1 6 m Μ時感測器（如感測 器針1 5 )所產生的平均電極電流。曲線6 1顯示在周期 中加入氧產生脈衝時所產生的電流。從圖中可看出，可得 到的電流最大位準大幅增加，對應於葡萄糖濃度範圍的電 流範圍也大幅增加。具有較大電流範圍的優點是葡萄糖濃 度可以量測的更精確。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 感測器在活的有機·體內的測試 如前所述，本發明包括在活的有機體內測試被測物感 測器的方法，被測物感測器提供給被測對象，它的功用如 同電路的電極。圖9說明此方法如何操作。 在圖9中繪有5條電流一電壓（I 一 V )特性曲線。 曲線顯示周期性變化電壓與反應的電流。在各例中，一個 本紙悵尺度適用中國i家標準（CNS )八4規格（210Χ297公麓) -34- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 , ' _____B7___ 五、發明説明（32 ) 循環的電壓變化從0 . 0伏到〇 . 5 8伏。 這些循環是使用圖3所示的感測器針1 5在活的有機 體內量測所得。要模擬在活的有機體內的情況，葡萄糖的 位準要從飽合降到背景位準，漸漸降低濃度重複量測電流 -電壓，即，從飽合位準開始到背景位準，得到如圖9所 示的I — V曲線。曲線7 0、7 1、7 2與7 3分別量測 自漸漸降低的葡萄糖位準，其中曲線7 3是量測自零位準 。每個電壓循環取20秒，在實用時，在使用該裝置5- Γ 5分鐘後’每1 - 2分鐘量測一個磁滯循環，得到對應 於某葡萄糖濃度範圍的磁滯循環。 如所見’每一條I — V特性曲線7 〇 — 7 3顯現磁滯 • < 現象’即’每一條I — V曲線中電壓遞增部分的電流値與 每一條曲線中電壓遞減部分的電流値不同。例如，背景位 準曲線7 3在〇 . 4伏處量測到的電流有兩不同値。當電 壓從0伏往0 . 5 8伏增加，在〇 . 4伏處所量測到的電 流約爲一 0 · 2 5毫安（註記爲7 3 a )。之後，電壓到 達◦· 5 8伏’並開始朝〇伏遞減，它再通過〇 · 4伏的 位準時’所量測到的電流不同，即+ 〇 . 5毫安（註記爲 7 3b)。 如吾人所預期，不同的葡萄糖濃度可得到不同的I -V曲線。不過，四條I — v曲線7 〇 — 7 3都截切到兩不 同節點：即每—條曲線7 0 - 7 3遞增部分的〇 · 2 6伏 (註記爲7 4的節點）所有濃度之葡萄糖量測到的電流位 準都是一0 · 42毫安；以及在每—條曲線7 〇 — 7 3遞 本紙張尺度適用中國國家格（210χ29·7：^ι) -^- -35- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---ο衣--- 、1Τ 經濟部中喪標隼局員工消費合作社印製 A7 , B7 五、發明説明（33 ) 減部分的0 . 1 2伏（註記爲7 5的節點）所有濃度之葡 萄糖量測到的電流位準都是+ 0 . 3 5毫安。 曲線7 6是同一感測器針略有退化後的I — V曲線。 感測器針在活的有機體內退化最常見的原因是蛋白質附著 於針的表面，如人體的纖維蛋白。感測器針表面附著任何 物質對感測器針的可靠度都有不利影響，因此，用於量測 曲線7 0 - 7 3的感測器針也要外加薄的_醋酸纖維素塗層j 模擬感測器針的退化情形。接著感測器再重新插入被測對 象得到曲線7 6的I 一 V循環。 此塗層的效果是使曲線7 6的形狀扭曲，因此沒有通 過7 4、7 5兩節點。雖然曲線7 6通過節點7 4附近，' 但很明顯距離節點7 .5很遠，即遞減部分的〇 . 1 2伏處 ，電流位準大約1毫安，然而吾人所預期的電流位準，無 論葡萄糖濃度爲何都應爲0 . 3 5毫安。 使用時，微處理益日十算一系列的I — V曲線7 0 -7 3，葡萄糖的濃度從飽合降至背景位準，並比較這些曲 線，得到並儲存功能正常之感測器不受葡萄糖位準影響的 一或多個電流一電壓節點74、 75。 之後，微處理器周期性地（例如每3 0分鐘或每小時 )重複電極電壓變化，並量測電流反應。接著將該電壓節 點的電流値與期値比較，如果有任何重大偏移，微處理器 嶋 的功能即會顯示發生退化。 如果量測的電流値與預期的節點値不同，視所需的精 度而定，例如相差1 〇%或更多，可程式微處理器發出音 7¾¾適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公t ) ~ —,—J-----0^.-- (讀先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 、·ιτ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（34 ) 響或警報。因此，使用者可在最佳的時間被告知要更換感 測器針。 圖1 0顯示重複圖9的量測，曲線8 0、81,82 、8 3爲葡萄糖濃度從飽合位準降到基線位準所量測到的 I — V曲線。節點8 4、8 5很容易辨認。不過，在此情 況中，曲線8 6是將圖9的醋酸纖維素塗層改成聚乙烯氮 戊環酮（P V P )所得到的I — V曲線。 PVP塗層的效果較醋酸纖維素塗層更詭異，曲線 8 6直接通過節點8 5。但很明顯偏離節點8 4，且至少 可量測到0 . 1毫安的差異。 圖1 1顯示與參考平均値比較後，根據本發明之葡萄 糖監視器所獲得的量測結果。沿著圖底部的連續黑色方塊 顯示以狗做實驗時在該點將胰島素輸入活的有機體內。空 三角形顯示在該點注入葡萄糖。內有小菱形的線顯示葡萄 糖濃度（mg/d 1 i t)，內有大形方塊的線顯示使用 本發明之電極所量測的對應結果。 參考線（小菱形）是按傳統方法量測四次葡萄糖所得 到的測試平均値，即其中兩次分析是在互不相關的獸醫實 驗室或醫藥實驗室進行，另兩次則是使用從市面購得的葡 萄糖測試套件（''Medisense"與''Elite")。表示根據本 發明之葡萄糖監視器所得到的線是三支圖3所示之電極的 量測平均。從這些結果可看出，根據本發明之葡萄糖監視 器所得到的結果，與監視葡萄糖位準之傳統方法的結果非 常接近。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29·?公釐〉 m n^i ^19 tn^— nn fm n^— fm 1^1.1 Ϊ ^ w Γ T 、 、-口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37- A7 B7 五、發明説明（35 ) 兩條線間稍許差異可做如下的解釋。參考線是4次測 試的平均，使用的被測物是取樣自循環系統的新鮮血液， 而根據本發明之感測器是監視皮下組織的葡萄糖位準。因 此，如預期見到葡萄糖供給靜脈後，靜脈系統內的葡萄糖 位準立即上升，另也如預期見到，在皮下量測葡萄糖會有 —段延遲。此外，在血液樣本中可量測到預期的尖銳波峰 與波谷，在皮下組織中則較平滑或較平均，因爲其中包括 血液擴散到組織中的延遲。 圖1 2顯示可用於本發明之被測物監視器之針的展開 機構的設計。圖1 2的實施例是根據前圖1 - 3所討論的 實施例，相同部分使用相同編號。因此，裝置1 0包括第 一部分1 2與第二部分1 3。第二部分1 3具有下表面 1 4，其上有參考電極1 6與計數電極1 7。展開機構 9 0內有感測器針1 5，它的功用如同工作電極。展開機 構9 0包括從第二部分1 3延伸的一般圓柱形套91。平 台9 2在展開機構9 0內可移動，針1 5攜於平台9 2的 底面。第二部分1 3的下表面1 4有一孔9 3，當平台 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 I n IIΓΓ-. nn ln« me nn ft^ m ms nn^i m l^i^n Ϊ ^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 2向下移動到圖1 3所示位置時，針1 5從孔9 3穿出 〇 從Jl 1 3可看出，裝置1 0的第一部分1 2可藉第二 部分1 3的環形凹槽9 4接納圓柱形套9 1。環形凹槽 9 4在它的中心定義一個圓柱形突出部9 5。當第一部分 12與第二部分13結合時，圓柱形突出部95在圓柱形 套9 1內將平台9 2往下推。彈簧9 6推平台9 2向上， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ 297公t ) -38- A7 _ B7 五、發明説明（36 ) 抵抗第一部分1 2與第二部分1 3的結合，但第一部分 1 2的唇9 7與第二部分1 3的槽9 8定義了鎖合機構， 槽9 8與唇9 7相互對應，因此，當第一部分1 2與第二 部分1 3結合時，唇9 7即扣在槽9 8內，如圖1 3 A所 不 ° 第一部分12與第二部分13各自提供了所需的電氣 連接（圖中未顯示），以將電極15- 17連接到第二部 分1 3內的電子控制電路。因此，第二部分1 3是可重複 使用的電子控制模組，第一部分1 2是可拋棄的電極模組 。爲便於更換可拋棄的電極模組，在第二部分1 3上有一 個釋放鈕99。圖13A顯示裝置10之槽.9 8、唇97 與釋放鈕9 9的細部圖，以能更淸楚解釋。釋放鈕9 9有 —斜面10 0，因此，當向右推釋放鈕9 9時，斜面 1 0 0在第一部分1 2上施加一向下的力，以將唇9 7從 槽9 8中釋放。如此即可使第一部分1 2與第二部分13 脫離。由於彈簧9 6壓迫平台9 2離開下表面1 4，因此 有助於兩部分的脫離。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第二部分1 3可提供顯示被測物量測位準的顯示裝置 及/或警告裝置，用以指示被測物的位準已超過預先程式 的極限。另一種顯示裝置是在控制器上配置一發射機，將 適當的信號傳送到遠離配置有接收機的顯示器。此允許監 視及警告使用者小心’可讀取的數據顯示於手錶式的顯示 器。 圖1 4顯示感測器針力—種結構’以1 1 〇表示，它 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規桔（210X 297公釐） -39- A7 B7 五、發明説明（37) 是以外部包有鈾黑層1 1 2的不銹鋼針幹1 1 1取代圖3 的鈾-銥針，葡萄糖氧化酵素埋在鈾黑層1 1 2內。鉑黑 層以PU膜1 1 3保護，其外是可溶性葡萄糖塗層1 1 4 。感測器針1 1 0的操作基本上與圖3之感測器針1 5相 同，即，葡萄糖、氧及水與埋於鉑黑層1 12中的酵素反 應藉以產.生過氧化氫，過氧化氫再被膠質的鉑分解以提供 自由電子。 可瞭解，以上所討論的較佳實施例以及其它不同的實 施例都可考慮，都落於附申請專利範圍各，項目內。 mi tn* » - -i 1^1 m n « - - ^^^1 tn—.、 - ^ II (諳先閱讀背面之注意事項蒋填寫本肓) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^ -40 -

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 •、申請專利範圍 附件ία:第87 1 09 549號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年6月修正 1 . 一種在活的有機體內之被測物感測器的校準方 '法 ，其包括步驟： a)當感測器被施加於被測對象時提供感測器第一種 預定的刺激，以便產生第一種感測器信號； b V量測該第一種感測器信號；以及 c )根據由預定的刺激所產生之第一種量測的感測器 信號來決定校準函數， 藉此，校準函數其被施加於從感測器所接收到的進一步信 號能夠被用來提供校準輸出。 2 .如申請專利範圍第1項的方法，其中第一種預定 的刺激係如產生自提供感測器對其敏感之物質的供應，使 得當感測器被施加於被測對象時，該物質刺激感測器。 3 .如申請專利範圍第2項的方法，其中該物質被提 供於感測器四周，其形式爲該物質可溶解於出現在被施/jj口 感測器之被測對象的區域中之生物流體內。 / . . / 4 .如申請專利範圍第2或3項的方法，其中該'物質 包括被測物或其先驅物或衍生物。 .1 5 ·如申請專利範圍第1、2或3項的方法，其中所 採用之預定的刺激能使感測器飽合，使得第一種信號係〜 最大信號。 本纸張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Η) X 297公釐） ί.、装ITI ..Μ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 •、申請專利範圍 附件ία:第87 1 09 549號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年6月修正 1 . 一種在活的有機體內之被測物感測器的校準方 '法 ，其包括步驟： a)當感測器被施加於被測對象時提供感測器第一種 預定的刺激，以便產生第一種感測器信號； b V量測該第一種感測器信號；以及 c )根據由預定的刺激所產生之第一種量測的感測器 信號來決定校準函數， 藉此，校準函數其被施加於從感測器所接收到的進一步信 號能夠被用來提供校準輸出。 2 .如申請專利範圍第1項的方法，其中第一種預定 的刺激係如產生自提供感測器對其敏感之物質的供應，使 得當感測器被施加於被測對象時，該物質刺激感測器。 3 .如申請專利範圍第2項的方法，其中該物質被提 供於感測器四周，其形式爲該物質可溶解於出現在被施/jj口 感測器之被測對象的區域中之生物流體內。 / . . / 4 .如申請專利範圍第2或3項的方法，其中該'物質 包括被測物或其先驅物或衍生物。 .1 5 ·如申請專利範圍第1、2或3項的方法，其中所 採用之預定的刺激能使感測器飽合，使得第一種信號係〜 最大信號。 本纸張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Η) X 297公釐） ί.、装ITI ..Μ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 G8 D8 六、申請專利範圍 6 .如申請專利範圍第1、2或3項的方法，更包括 提供第二種預定的刺激給感測器，以便產生第二種感測器 信號並量測第二種感測器信號’使得根據第一與第二種量 測的感測器信號來決定校準函數的步驟。 7 .如申請專利範圍第6項的方法，其中第二種感測 器信號是當感測器四周實際上沒有被測物時所量測到的基 線信號。 8 .如申請專利範圍第7項的方法，其中第二種預定 的刺激係由感測器四周有被測物都實際被消耗所提供。 9 .如申請專利範圍第8項的方法，其中的被測物是 被感測器藉由電化學反應來量測’連同感測器構成電子電 路的一部分，且其中被測物是藉由提供經過致使被測物經 歷電化學反應之電路的電流而被消耗，連同在被測物被耗 盡後很短的時間內量測第二種感測器信號。 1 〇 .如申請專利範圍第6項的，方法，其中第一與第 二種信號構成描述感測器量測性能之量測性能曲線上的已 知點，且其中校準函數使量測性能曲線與儲存有校準輸出 的感測器理論性能曲線相關，使得，感測器任何進一步量 測的感測器信號都可被量測性能曲線與理論性能曲線上相 關對應的點以及相關對應的校準輸出所校準° 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項的方法’其中描述感 測器之量測性能之曲線上的已知點係曲線的兩個端點。 1 2 .如申請專利範圍第1、2或3項的方法’其中 被測物係葡萄糖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------ί,裝------訂———-—.^½ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 3 .—種在活的有機體內之被測物的量測方法，其 包括將感測器施加於被測對象，並按申請專利範圍第1 -1 2中任一項的方法校準感測器，且根據校準函數提供該 感測器任何進一步量測的校準輸出等步驟。 1 4 . 一種用於被測物之在活的有機體內量測的裝置 ，其包括： a ) —種用以量測被測物並.提供信號以回應該被測物 之量測之在活的有機體內感測器； b)當感測器被施加於被測對象時用以提供第一種預 定刺激給感測器以便產生第一種感測器信號的機構；以及 c )與用以接收該信號，並根據該信號提供一校準輸 出之感測器有關的電子電路，其中該電子電路包括根據量 測預定刺激所得到的第一種感測器信號來決定感測器之校 準函數的機構； 使得該函數，當其被施加於從感測器接收之進一步的信號 時能夠被用來提供已校準輸出。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項的裝置，其中用以提 供第一種預定刺激給感測器的機構包括與感測器相關之物 質的供給，使得當感測器被施加於被測對象時，該感測器 對該物質敏感。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項的裝置，其中物質的 供給與提供於感測器上的可滲透之保護膜有關。 17.如申請專利範圍第15或16項的裝置，其中 物質的供給係以一足夠使感測器飽合，並藉以產生能夠被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貰) J-'e· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 A8 B8 , '______S_々、申請專利範圍 用來校準感測器之最大信號的量來供應。 1 8 .如申請專利範圍第1 5或1 6項的裝置，其中 該感測器包括一組件，其適合被皮下、皮內、靜脈插入或 者藉由外科植入被測對象內，且其中物質的供給係以可溶 的方式而被提供於感測器之上。 1 9 .如申請專利範圍第1 5或1 6項的裝置，更包 括具有用以施加於被測對象的皮膚之下表面的殻體，其中 該感測器是針的型式，該針從殼體內伸出而使得當裝置被 施加於，被測對象時，感測器穿入被測對象的皮膚。 2 0 .如申請專利範圍第1 5或1 6項的裝置，其中 機構被提供來產生對應於當針的四周沒有被測物出現時所 得到的信號之基線信號，且其中該基線信號被用來校準感 測器。 . 2 1 .如申請專利範圍第2 0項的裝置，其中用來產 生基線信號的機構包括電壓產生器，其構成電子電路的一 部分，且其中該基線信號是由通過針之四周的電流所提供 ，該針消除該被測物或在被測物之量測中所使用的化學物 質。 2 2 .如申請專利範圍第1 5或1 6項的裝置，其中 的被測物係葡萄糖。 2 3 . —種用於被測物感測器在活的有機體中.測試的 方法’該被測物感測器被提供給被測對象當作電路的電極 ，其包括步驟： a )施加一電位至電極並改變電極的電位，以使電極 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--- 訂-- I ^-- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 電流至少歷經一部分展現磁滯的循環； b )量測並記錄在該磁滯循環上的複數個電流値； c )從複數個電流値計算磁滯曲線上的特徵點；以及 4)特徵點與儲存値做比較，並從比較中決定感測器 是否符合預定條件。 2 4 .如申請專利範圍第2 3項的方法，其中該特徵 點係磁滯曲線上的節點。 2 5 .如申請專利範圍第2 3或2 4項的方法，其中 節點被定義成當感測器被正確操作時，電流値不隨感測器 四周之被測物濃度而變的電壓。 2 6 ·如申請專利範圍第2 3或2 4項的方法，其中 步驟（a ) — ( d )周期性地重複。 2 7 ·如申請專利範圍第2 3或2 4項的方法，其中 步驟（a ) — ( d )的始遞迴產生一用於爲後續比較使用 而被儲存之特徵點的數値。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項的方法，其中該始遞 迴在感測器被施加於被測對象後很短的時間丙重複許多次 ，且其中在重複該遞迴期間，即將被量測之被測物的供 應以改變濃度的方式被提供給感測器。 2 9 .如申請專利範圍第2 8項的方法，其中被測物 以當感測器被施加於被測對象時其立即被釋放如此.的方式 而被提供於感測器之上且其中被測物濃度的改變係藉由被 測物在反應中被消耗或讓被測物在被測對象的體內擴散而 被達成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 、ν3. Κ 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -5- ABCD 六、申請專利範圍 3 〇 .如申請專利範圍第2 3或2 4項的方法，更包 括如果決定感測器不符合預定條件則提供指示器的步驟。 3 1 .如申請專利範圍第3 0項的方法，其中該指示 器包括音響警報器。 3 2 .—種用於被測物之在活的有機體中量測的裝置 ，其包括： a ) —種用以量測被測物並提供信號以回應該被測物 之量測之在活的有機體內感測器； b )與用以接收信號並根據信號提供校準輸出之感測 器有關的電子電路； c )感測器在在其中充當電極之電路，該電路包括用 以將電極刺激到預定電位的機構，以及甩以量測與記錄通 過該電極之合電流的機構； d )用以改變電極電位以使電流歷經至少部分磁滯循 環的機構； e )用以從記錄的電流量測中計算在磁滯曲線上之特 徵點的裝置； . f )用以比較特徵點與儲存値並從該比較結果決定感 測器是否符合預定條件的機構。 3 3 .如申請專利範圍第3 2項的裝置，其中的特徽 點係磁滯曲線上的節點。 3 4 .如申請專利範圍第3 2或3 3項的裝置，其中 該節點被定義成當感測器正確作用時，磁滯曲線上的電流 値不隨感測器四周之被測物濃度而變的電壓。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 03. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 5 .如申請專利範圍第3 2或3 3項的裝置.，更包 括用以儲存對初始遞迴之電流値的量測所決定之特徵點之 値的記憶體。 3 6 .如申請專利範圍第3 2或3 3項的裝置，更包 括如果決定感測器不符合預定條件則提供指示器的機構。 3 7 .用於一種被測物在活的有機體中量測的方法’ 其包括： a )將在活的有機體中的感測器，其充當電路的電極 ，提供給被測對象來量測被測物，其中該感測器的操作依 賴需要氧氣反應； b )經由電極傳送電壓，該電壓的大小與持續的時間 足以致使出現於感測器四周的化學種類電解以便產生氧氣 > c )量測由感測器所產生的信號以回應依賴氧的反應 ;以及 d )周期性地重複步驟（b )與（c )。 3 8 .如申請專利範圍第3 7項的方法，其中水是被 電解來供氧之出現於感測器四周的化學種類。 3 9 .如申請專利範圍第3 7項的方法，其中步驟（ b )持續一段足以產生超過相關於要被感測器量測之被測 物的當量比之氧的時間。 4 0 . —種用於被測物之在活的感測器中量測的裝置 ，其包括： a )用以量測被測物，並提供回應量測該被測物的信 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 、言. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 號之在活的有機體中的感測器，其中該感測器的操作依賴 需要氧氣的反應； b )與用以接收信號並根據該信號提供已校準的輸出 之感測器有關的電子電路； c )在其中感測器充當電極的電路，該電路包括用以 刺激電極到一電壓的機構，該電壓的大小與持續的時間足 以致使出現於感測器四周的化學種類電解以提供氧氣；以 及 d)用以藉電解來交替產生氧氣並藉讓所產生的氧氣 參與反應來量測被測物的機構。 4 1 .如申請專利範圍第1 4，1 5，1 6，3 2， 3 3，或4 0項的裝置，更包括用以輸送物質給被測對象 來回應被測物的量測値的機構。' 4 2 .如申請專利範圍第4 1項的裝置，其中該物質 係一種適合來修正病患情況的藥品，對病患的情況而言被 測物爲指示劑。 1 4 3 . —種用以校準在活的有機體中被測物感測器的 裝置，其包括 a)施加於被測對象的感測器； b )用來提供第一種預定刺激給感測器以產生第一種 感測器信號的機構； c )用以量測第一種感測器信號的機構；' d )用以根據預定刺激所產生之第一種感測器量測信 號來決定校準函數的機構， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） β -------^__：,裝------訂------ (請先閎讀背面之注意事項再填窝本頁) A8 B8 , " C8 D8 ____ 六、申請專利範圍 藉此，當被施加自感測器所接收之進一步信號時的校準函 數，能夠被用來提供校準輸出。 4 4 ·如申請專利範圔第4 3項的裝置，其中用以提 供第一種預定刺激的機構包括感測器對其敏感的物質之供 給，使得，當感測器被施加用於被測對象時，該物質刺激 感測器。 4 5 .如申請專利範圍第4. 4項的裝置，其中該物質 可溶解於出現在感測器所施加之被測對象的區域中之生物 流體內。 4 6 .如申請專利範圍第4 3項的裝置，其中該物質 包括被測物或其先驅物或衍生物。 4 7 .如申請專利範圍第4 3項的裝置，其中該預定 的刺激適合使感測器飽合，使得第一種信號爲一最大信號 〇 4 8 .如申請專利範圍第4 3項的裝置，其中更包括 用以提供第二種預定刺激給感測器以便產生第二種感測器 信號的機構，以及用以量測第二種感測器信號的機構，使 得決定校準函數的機構可根據第一與第二種量測的感測器 信號決定校準函數。 4 9 .如申請專利範圍第4 8項的裝置，其中第二種 感測器信號係當感測器四周實際上沒有被測物時所量測到 的基線信號。 5 0 ·如申請專利範圍第4 8項的裝置，其中第二種 預定刺激如由感測器四周所有被測物都實際被消耗來提供 iT紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ': (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 0 5 1 ·如申請專利範圍第4 3項的裝置，其中第一.與 第二種信號構成.在描述感測器量測性能之量測性能曲線上 的已知點’且其中校準函數使量測性能曲線與儲存有校準 輸出的感測器理論性能曲線與相關，使得，來自感測器之 任何進一步的感測器信號量測都可藉由使在和該量測有關 之量測性能曲線上的點與在理論之感測器性能曲線上的對 應點有關而因此與對應之校準輸出有關而被校準。 5 2 .如申請專利範圍第5 1項的裝置，其中在描述 感測器量測性能曲線上的已知點係曲線的兩個端點。 5 3 .如申請專利範圍第4 3項的裝置，其中該被測 物係葡萄糖。 5 4 . —種用以量測在活的有機體內被測物的裝置， 其包括用以將感測器施加於被測對象的機構、依據申請專 利範圍第1 - 1 2中任一項之方法來校準感測器的機構、 以及用以提供根據校準函數由該感測器所做之任何進一步 量測之校準輸出的機構。 、 \ / '裝------訂·------^" (請先閎請背面之注意事項再填寫本育) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規袼（210/:297公釐） -10-