[发明专利]具有改进的采样时间偏移的电化学分析中的电容检测

说明书

优先权

本申请作为先已提交的2011年2月24日提交的申请S.N.13／034,281(代理人案卷号DDI-5196)和2011年2月25日提交的国际专利申请PCT／GB2011／000267(代理人案卷号P056478WO)的部分继续申请根据35USC§120要求优先权，所述的两个申请均要求2010年2月25日提交的美国临时专利申请S.N.61／308,167(代理人案卷号DDI-5196)的优先权，所有的申请都以全文引用的方式并入本申请中。

背景技术

生理体液(例如血液或血液衍生产品)中的分析物检测对于当今社会的重要性日益增加。分析物检测分析法发现用于多种应用中，包括临床实验室测试、家庭测试等，此类测试结果在对多种疾病病症的诊断和管理中扮演着十分重要的角色。所关注的分析物包括用于糖尿病管理的葡萄糖、胆固醇等等。响应分析物检测的重要性日益增加，已开发了多种应用于临床和家庭的分析物检测方案和装置。

对于分析物检测所采用的一种方法是电化学方法。在此类方法中，含水液体样品被放入到电化学电池中的样品容纳测试电池中，该电化学电池包括两个电极，例如反电极和工作电极。允许分析物与氧化还原试剂反应以形成其量对应于分析物浓度的可氧化(或可还原)的物质。然后，以电化学方式估算存在的可氧化(或可还原)物质的量且该可氧化(或可还原)物质的量与初始样品中存在的分析物的量相关。

此类系统易受各种类型的低效率和／或误差的影响。例如，温度的变化可影响方法的结果。如在家庭应用或第三世界国家中常见的情况那样，当该方法在不受控的环境中进行时，尤其如此。当样品量不足以获得准确结果时，也可能出现误差。部分填充的测试条可潜在地提供不准确的结果，这是因为测量的测试电流与用样品润湿的工作电极的面积成比例。因此，部分填充的测试条可在某些条件下提供负向偏移的葡萄糖浓度。

为了缓解这些问题中的一些问题，生物传感器研究者已转向使用测试室的电容来确定测试室的填充充分性。美国专利No.6,856,125、No.6,872,298、No.7,195,704和No.7,199,594中示出和描述了例子，所有的专利都以引用方式并入本申请中。

发明内容

申请人相信并联测试条电阻在确定填充的生物传感器测试条中的影响被忽略，这导致在测试条中的电容的不准确的高测量值，尤其是在遇到较低并联电阻时。申请人的发明的示例性实施例考虑了这种影响，并且同时消除了确定生物传感器电化学测试电池中的电阻的必要性。

在一个方面，提供一种确定测试条的电化学生物传感器测试电池的电容的方法。测试室具有设置在室中且耦合到微控制器的至少两个电极。该方法能够通过以下步骤实现：在样品沉积在生物传感器室中时引发样品的电化学反应；向室施加预定频率的振荡信号；基于预定频率下输出信号的预定采样率／周期来确定用于测量输出信号的第一采样时间间隔；在与第一采样时间间隔不同的第二采样时间间隔处对来自室的输出信号进行采样，使得在第二采样时间间隔的每个连续处而不是在第一时间间隔处测量每个采样输出信号的大小；基于采样步骤的采样输出信号来确定来自室的输出信号和振荡输入信号之间的相位角；以及由该相位角来计算室的电容。在该方面的变型中，第二采样时间间隔基于相对于第一采样时间间隔的预定偏移时间或者第一采样时间间隔包括输出信号的大小的每次阶跃变化之间的持续时间；并且偏移时间包括第一采样时间间隔的百分比，其中该百分比包括第一采样时间间隔的约5％至约30％的范围。在该方面的另一个变型中，确定可以包括：确定预定频率下信号的一个波的持续时间；划分每个波的多个测量样本的持续时间以获得持续时间；以及将第一采样时间间隔设定成与持续时间大体相等。在又一个变型中，确定可以包括评价输出信号以确定输出信号的每次阶跃变化之间的持续时间；以及将第一采样时间间隔设定成与持续时间大体相等。在该方面进一步注意到，偏移时间可以包括第一采样时间间隔的百分比，该百分比可以处于第一采样时间间隔的约5％至约30％的范围。在该方面的又一个变型中，计算可以包括用相位角补偿计算电容以说明用于对输出信号进行采样的电路中的相移。具体地，计算可以包括用下列形式的公式计算电容：

C=|i_Tsin(Φ+Φ_COMP)|／2πfV

其中：

C≈电容；

i_T≈总电流；

Φ≈总电流和电阻器电流之间的相位角；

Φ_COMP≈相位角补偿；

f≈频率；并且