[发明专利]连续测量基质浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连续测量诸如葡萄糖的基质浓度的方法。具体地说，本发明涉及使用植入身体中的葡萄糖传感器连续地测量血糖水平的方法。

背景技术

作为测量血糖水平的方法，存在着使用例如植入人体的腹部或手臂中的葡萄糖传感器连续地测量间质液中的葡萄糖浓度的方法。作为测量原理，主要采用电化学方法。这种情况下的葡萄糖传感器至少具有工作电极和对电极。在工作电极处，例如葡萄糖氧化酶(GOD)被固定。基于当从工作电极到对反电极连续地施加大约0.3V到0.6V的恒定电压(参见图12(a))时获得的响应电流(参见图12(b))连续地测量葡萄糖的浓度。

例如，通过电化学的方式氧化由GOD的催化反应生成的过氧化氢(例如，专利文献1和2)或通过使用经由具有作为介质的锇聚合物的GOD从葡萄糖中提取出的电子(例如参见专利文献3)，可以获得响应电流的值。

另一方面，基于从连续获得的响应电流值进行周期性采样而获得的采样电流，计算了葡萄糖浓度。

但是，由于间质液中的如抗坏血酸的共存物质或由于诸如电磁噪声的外部环境，响应电流包含背景分量。因此，例如即使测量数据趋于增加(或减小)，也难以根据响应电流明确地确定测量数据的增加(或减小)是否由于葡萄糖浓度的提高(或降低)而引起，或测量数据的增加(或减小)是否由于背景分量的增大(或减小)引起。因此，在可能受到背景分量影响的环境下，从葡萄糖传感器获得的响应电流的信号的精度可能下降。

此外，要理解的是，被固定在工作电极处的葡萄糖氧化还原酶使蛋白质在施加电压的情况下变性，这降低了传感器的稳定性。要理解的是，这种稳定性的下降取决于电压的大小和电压的施加时间，如在图13中示出的，图13例示了在使用葡萄糖脱氢酶(GDH)作为葡萄糖氧化还原酶的情况下的残留活性。更具体地说，当要施加的电压的大小较大或者电压的施加时间较长时，诸如GDH的葡萄糖氧化还原酶的稳定性趋于下降。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利2007-516814A

PTL 2：日本专利2007-535991A

PTL 3：日本专利1998-505421A

发明内容

技术问题

本发明的目的是提高在对诸如葡萄糖的基质进行的连续测量中用于测量的传感器的测量精度和稳定性。

解决方案

本发明提供一种基于向基质施加电压时的响应连续测量基质浓度的方法，该方法包括：响应电压施加步骤，施加响应电压，在所述响应电压处获得由基质引起的响应；以及非响应电压施加步骤，施加非响应电压，在所述非响应电压处不获得或基本不获得由所述基质引起的响应。

优选地，交替地重复执行所述响应电压施加步骤和所述非响应电压施加步骤。所述响应电压施加步骤和所述非响应电压施加步骤中的每一个都不必通过按照恒定电压施加单脉冲来执行，并且例如可以通过施加由具有不同电势的多个恒定电压脉冲的组合组成的阶梯脉冲来执行。

在本发明中，例如基于在所述响应电压施加步骤中获得的响应和在所述非响应电压施加步骤中获得的响应之间的差异来计算所述基质。在该情况下，当增大要施加到传感器的电压时，在所述非响应电压施加步骤中施加的电压被设置在相对于开始获得由所述基质引起的响应的施加电压(响应电势)的-0.5V到+0.5V的范围中，优选地被设置在-25mV到+25mV的范围中。

本发明还可以包括待机步骤，在该待机步骤中，在交替地执行所述响应电压施加步骤和所述非响应电压施加步骤预定次数后，施加绝对值小于所述非响应电压的电压。所述待机步骤可以通过设置包括所述传感器的电路变为开路来执行。

所述传感器例如被植入身体中以供使用。所述传感器可以包括酶固定电极。不用说，本发明可以应用于测量血液或从身体提取出的间质液中的诸如葡萄糖的基质的浓度的情况或测量除血液和间质液以外的含有基质的液体或人体外部的液体中的基质的情况。

所述基质例如是葡萄糖，并且所述传感器例如是葡萄糖传感器。所述葡萄糖传感器可以包括其上固定有葡萄糖氧化还原酶的电极。

附图说明

图1是例示用于执行葡萄糖的连续测量方法的葡萄糖连续测量装置的示例的横截面图。

图2是例示图1中示出的葡萄糖连续测量装置中的葡萄糖传感器的完整立体图以及主要部分的放大图。

图3是例示图1中示出的葡萄糖连续测量装置的示意性配置的框图。

图4是例示关于图2中示出的葡萄糖传感器的电压施加模式的示例的曲线图。