[发明专利]用于使用两个不同的施加电位来降低电化学传感器中的干扰的改进方法的测量仪

说明书

发明背景

电化学葡萄糖测试条，例如在得自LifeScan，Inc.的OneTouch^Ultra^全血检验试剂盒中使用的那些电化学葡萄糖测试条是设计用来测量糖尿病患者血样中的葡萄糖浓度。葡萄糖的测量是基于黄素酶-葡萄糖氧化酶对葡萄糖的特异性氧化。在此反应期间，该酶被还原了。通过与介体铁氰化物反应，该酶被再氧化，而在该过程或反应期间，铁氰化物自身被还原。这些反应总结如下。

D-葡萄糖+GOx_(OX)→葡糖酸+GOx_(RED)

GOx_(RED)+2Fe(CN)₆^3-→GOx_(OX)+2Fe(CN)₆^4-

当使用在两个电极之间施加的电位来进行上述反应时，通过在电极表面的还原介体离子(亚铁氰化物)的电化学再氧化，可产生电流。因此，由于在理想环境中，在上述化学反应期间产生的亚铁氰化物的量与置于两个电极之间的样本中葡萄糖的量成正比，所以产生的电流将与样本的葡萄糖含量成正比。氧化还原介体例如铁氰化物是在氧化还原酶例如葡萄糖氧化酶与电极之间交换电子的化合物。当样本中的葡萄糖浓度增加时，形成的还原介体的量也增加，因此，在由还原介体的再氧化所生成的电流与葡萄糖浓度之间具有直接的关联。特别是，越过电界面的电子转移导致电流的流动(2摩尔电子每摩尔被氧化的葡萄糖)。因此，由于葡萄糖的引入而导致的电流称为葡萄糖电流。

因为知道葡萄糖在血液中的浓度，特别是在糖尿病人的血液中的浓度可能是非常重要的，所以已经开发出了使用上述原理以能够在任何时间从平常人中取样，并且测量葡萄糖浓度的测量仪。通过测量仪来监测产生的葡萄糖电流，并且使用预先设置的算法转化成葡萄糖浓度的读数，所述算法通过简单的数学公式将电流与葡萄糖浓度联系起来。一般情况下，测量仪与一次性条带协同工作，除了酶(葡萄糖氧化酶)和介体(铁氰化物)以外，所述条带包括样本室和至少两个置于样本室内的电极。在使用时，使用者竖起他们的手指或者其它方便的部位来引起流血，并且把血样引入样本室，由此开始上述化学反应。

在电化学术语中，测量仪的功能是双重的。首先，其提供极化电压(对于OneTouch^ Ultra^，大约是0.4V)，该极化电压将电界面极化，并且让电流在碳工作电极表面流动。其次，它测量在阳极(工作电极)与阴极(参比电极)之间的外电路中流动的电流。因此，测量仪可以被视为简单的电化学系统，该电化学系统以双电极模式运转，实际中也可以使用第3个、甚至是第4个电极，来帮助在测量仪中测量葡萄糖和/或进行其它功能。

在大多数情况下，上面给出的公式被认为是对在测试条上进行的化学反应的充分近似，并且测量仪的读数是对血样葡萄糖浓度的足够精确的表示。然而，在一些情况下以及对于一些目的，提高测量的精确度是有利的。例如，在电极上测量的一部分电流是由于样本中存在的其它化学物质或化合物所产生的。当存在这样的另外化学物质或化合物时，它们可称为干扰化合物，并且所导致的另外的电流可称为干扰电流。

电位干扰性化学物质(也就是在生理流体例如血液中发现的，在电场存在下可产生干扰电流的化合物)包括抗坏血酸盐、尿酸盐和扑热息痛(Tylenol^TM或Paracetamol)。在用于测量生理流体中分析物的浓度的电化学测量仪(例如葡萄糖测量仪)中，产生干扰电流的一个机制涉及通过酶(例如葡萄糖氧化酶)的还原，一种或多种干扰化合物的氧化。在这样的测量仪中，产生干扰电流的另一个机制涉及通过介体(例如铁氰化物)的还原，一种或多种干扰化合物的氧化。在这样的测量仪中，产生干扰电流的另一个机制涉及在工作电极一种或多种干扰化合物的氧化。因此，在工作电极测量的总电流是由于分析物被氧化而产生的电流和由于干扰化合物被氧化而产生的电流的叠加。干扰化合物的氧化可以是与酶、介体相互作用的结果或者可以在工作电极直接发生。

一般情况下，电位干扰化合物可以在电极表面氧化和/或通过氧化还原介体而被氧化。干扰化合物在葡萄糖测量系统中的氧化引起所测量的氧化电流既与葡萄糖有关也与干扰化合物有关。因此，如果干扰化合物的浓度以与葡萄糖相同的效率氧化和/或干扰化合物浓度显著高于葡萄糖浓度，其可以影响测量的葡萄糖浓度。