[发明专利]电化学测量分析物的基于描述符的方法以及结合该方法的设备、装置和系统

说明书

对相关申请的交叉引用

本专利申请要求享有2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/801,321的优先权，其通过引用并入本文，如同以其全部内容阐述。

技术领域

本公开总体涉及数学和医学，并且更具体地，其涉及基于结合从电测试序列的AC和/或DC响应信息导出的跨脉冲和脉冲内描述符的算法电化学测量液体样本中的分析物的方法。

背景技术

可以从电化学测量液体样本(即，生物的或环境的)中的分析物实现明显的益处。例如，患有糖尿病的个体能够从测量葡萄糖中受益。心脏病的这些潜在危险群能够从测量其他分析物当中的胆固醇和甘油三酯中受益。这些仅是测量生物样本中的分析物的益处的几个例子。医学科学的进步标志了能够通过例如确定液体样本中的分析物浓度而电化学分析的越来越多数目的分析物。

电化学测量分析物(如葡萄糖)的当前方法的准确度会受到多种混杂变量的负面影响，这些混杂变量包括试剂厚度的变化、试剂的润湿、样本扩散的速率、血细胞比容(Hct)、温度、盐和其他混杂变量。这些混杂变量会引起例如与葡萄糖成比例的电流的观察到的幅度的增加或减小，从而导致与“真实”葡萄糖浓度的偏差。

当前的方法和系统提供了关于便利性的一些优势；然而，仍需要即使在存在混杂变量的情况下也电化学测量液体样本中的分析物的新方法。

发明内容

考虑到以上提到的劣势，本公开描述了对液体样本(如体液)中的分析物进行电化学测量的方法。该方法基于下述发明构思：其包括构建从由具有至少一个DC块的电测试序列获得的信息导出的脉冲内和跨脉冲描述符，其中所述至少一个DC块包括在闭路下至少一个激励电位和至少一个恢复电位的序列。例如，激励脉冲和/或恢复脉冲的信息(如电流响应、形状和/或幅度)可以用于确定Hct、盐浓度和/或温度对分析物浓度的影响。该信息能够被构建到描述符中以用在用于确定分析物浓度(如葡萄糖浓度)的算法中。因此，与测量液体样本中的分析物浓度(或值)的已知方法相比，本发明构思提供了某些优势、效果、特征和目的。

在一个方面，提供了一种用于测量、确定、计算或以其他方式预测已被应用于电化学生物传感器的液体样本中的分析物浓度的电化学分析方法。该方法可以包括至少下述步骤：向液体样本提供至少一个DC块的测试序列，其中测试块被设计为引出关于Hct、盐浓度和/或温度影响的特定信息，其中DC块包括至少一个激励电位和至少一个恢复电位，且其中在DC块期间保持生物传感器的电极系统的闭路条件。该方法还可以包括下述步骤：测量对测试序列的响应信息或从其获取响应信息。

在一些情况下，所述至少一个DC块被脉冲地调节为连续、单极激励波形(即，贯穿闭路中的DC块应用并控制电位)，这与在激励脉冲之间采用开路的一些脉冲安培方法形成对照。DC块包括被优化以检测分析物(如葡萄糖)的多个短持续时间激励脉冲和恢复脉冲，该优化涉及脉冲持续时间、激励脉冲和恢复脉冲之间的斜坡转变、在每个脉冲期间测量的电流响应的数目、以及在每个脉冲中何处进行电流响应测量。DC块可以是闭路中在约0mV至约+450mV之间交替的电位处的从至少一(1)个脉冲到约十(10)个脉冲。每个DC脉冲可以被应用达约50msec至约500msec。此外，斜坡速率可以从约10mV/msec至约50mV/msec。

在一些情况下，测试序列还可以包括至少一个AC块。在其他情况下，测试序列还可以包括第二DC块。在另外其他情况下，测试序列包括所述至少一个AC块和所述第二DC块二者。

此外，该方法可以包括下述步骤：构建至少一个脉冲内描述符和/或至少一个跨脉冲描述符，该描述符基于对DC块的激励和/或恢复电位的响应电流以校正和/或补偿Hct、盐浓度和/或温度对分析物浓度的影响。该描述符编码对测试序列的电流响应的幅度和形状信息。

有利地，通过使用和应用描述符，对于从约20％至约70％变化的样本Hct、从约140mg/dL至约180mg/dL变化的样本盐和/或从约6℃至约44℃变化的样本温度，分析物浓度变化仅±10％或更小。

鉴于前文，提供了结合电化学分析使用的设备、装置和系统，其合并了本文所公开的一个或多个基于描述符的测量方法。这些设备、装置和系统可以用于确定包括但不限于氨基酸、抗体、细菌、碳水化合物、药物、脂质、标记物、核酸、肽、蛋白质、毒素、病毒和其他分析物以及其组合的分析物的浓度。在某些情况中，分析物是葡萄糖。