CN101153858A - 对用离子选择电极所获得的错误测量结果进行检测的方法 - Google Patents

Abstract

借助离子选择电极集合测量生物液体样本中至少两个分析物浓度的方法，每个电极适于测量分析物之一，其一是钠而另一是钾，该方法包括：(a)用电极集合测量并存储一系列同类的不同生物样本，从所述电极获得表示这些生物样本中钠和钾的相应浓度的毫伏电压值，(b)在根据(a)测量每个生物样本后用相应电极测量并存储钠和钾的校准标准，从所述电极获得表示在每个这些校准中钠和钾的相应浓度的毫伏电压值，(c)用预定过程验证通过根据(b)测量的校准标准所获得的每个毫伏值是否具有在电极之一中的测量条件的干扰引起的异常值，如果是这种情况，(d)用标记将为在根据(b)测量钠和钾的校准标准前测量的对应样本所获得的测量结果标明为可疑。

Description

对用离子选择电极所获得的错误测量结果进行检测的方法

技术领域

本发明涉及一种借助于离子选择电极集合来测量生物液体样本中至少两个分析物的浓度的方法，每个离子选择电极适于测量这些分析物之一，这些分析物中的一个是钠而这些分析物中的另一个是钾。

本发明尤其涉及使用利用离子选择电极的方法的使用，离子选择电极是临床化学分析器***的一部分。

背景技术

离子选择电极(ISE)技术常规地在临床化学实验室中用于确定纳、钾或氯化物。这些离子是各种生理功能的重要调整者，因此病人样本(血清、血浆或尿液)中对它们的监视/确定是十分重要的。

基本的测量原理是电位测定法。利用ISE的设备使用测量电极，该测量电极理想上只为它应当测量的离子而选择，和参考电极，该参考电极传递稳定电位，相对于该稳定电位来读取测量电极的电位。

样本(人的血清、血浆或尿液)被放置在离子选择薄膜之前的样本通道中。电位在该薄膜上显现，该电位在理想的情况下只取决于要测量的离子(分析物)的活动。

经由触针来导出该电位并相对于由参考电极传递的稳定信号来读取该电位。该参考电极是测量的电路的其它半电池(half-cell)。

在测量电极和参考电极之间测量的电位差与所讨论的应用Nernst方程的所涉及离子的浓度有关，如在K Cammann H Galster″Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden”第三版，Springer Verla，1996图书的章节中所述的。

每个样本测量由两个单独的测量组成：样本材料本身的测量和随后的一点校准。一点校准是已知浓度的一点校准器的测量。样本和一点校准测量两者的结果以毫伏来表示。

这些结果连同电极斜率和在主校准(即两点校准)期间确定的其它参数用于计算最终的样本结果(即，离子浓度)，通常以mmol/L(毫摩尔/升)表示。

在来自各种制造商的临床化学分析物中，包含纳、钾或氯化物选择电极的ISE模块用于为诊断目的而常规确定人体体液样本(血清、血浆或尿液)中的那些离子。这些模块允许在对给定样本的一个测量中同时确定分析物的浓度。

由这种模块所生成的结果是显著临床相关的，并且因此必须注意以确保在所有情况下结果的完整性。所以，这些结果在它们显示在仪器上或分发给电子实验室信息***之前容易遭受若干的检查和似真性控制。例如，如果为给定电极(例如，钠)生成的信号没有达到信号随时间的稳定性的预定标准，那么生成一个标记并将该标记贴附到结果上，通知医生该结果的有效性可能是可疑的。获得被标记的测量结果所针对的样本通常被重新分析，并且为了该目的而重复ISE模块中样本的测量。

因为在临床化学中，获得生物样本中钠和钾的浓度的精确测量结果尤其是十分重要的，所以期望能消除即使是非常小的出错可能。

测量错误的一个可能原因是由于在样本通道中出现的气泡而使测量条件变化。

测量错误的另一个可能原因是经由废物线和/或没有正确接地的机械安装零件进入ISE模块的屏蔽测量隔室的静电放电。这种静电放电引起参考电位的移位。

这种变化可能不利地影响测量结果，因为在测量电极和参考电极之间例如一点校准测量的电位差用于计算生物样本中分析物(血清、血浆或尿液)的浓度。

由相对较大干扰引起的用离子选择电极测量的电位差的偏差通过已知测试和在ISE模块中实现的似真性检查被检测。但是，如由上面提到的气泡和静电放电引起的用离子选择电极测量的电位差的小偏差可能仍然不能被检测，并且依旧不利地影响测量结果。

对小的但是异常的用离子选择电极测量的电位差的偏差进行检测是困难的，因为这些偏差中的一些不指示任何故障或问题，而是简单地对应于比所期望的正常值更高或更低的浓度值。

通过前面看来，所期望的是确保一方面所有可疑的偏差，即可疑起源被识别，并且另一方面，不会将有效的测量结果识别为可疑，因为这将会导致(正确)样本测量的不必要重复，并且这会引起不必要的工作和花费并延迟测量结果的递送。

发明内容

本发明的目的是提供一种借助于离子选择电极集合来测量生物液体样本中至少两个分析物的浓度的方法，每个离子选择电极适于测量这些分析物之一，这些分析物中的一个是钠而这些分析物中的另一个是钾，并且该方法包括步骤：检测用离子选择电极测量的电位差的偏差，该偏差是由诸如ISE的样本通道中的气泡或静电放电的干扰引起的。

根据本发明，上面的目的是借助由权利要求1限定的方法来实现的。权利要求2和3限定该方法的优选实施例。

用根据本发明的方法获得的主要优点如下：

用离子选择电极测量的电位差的所有可疑偏差被识别和标记。因此可靠地防止了将可疑结果作为正确结果报告。

有效测量结果不会被错误地识别为可疑。因此可靠地防止了将有效结果错误报告成可疑结果和由这样的报告所引起的不必要测量重复。

特别地，当气泡改变了测量室中的测量条件和/或电子干扰出现时，并且当对离子选择电极的操作进行的其它实施的似真性检查失败时，用离子选择电极执行的测量结果的可靠性和精确性得到确保。

在分析器***中已经实现的任何标记适合用作为贴附到由根据本发明的方法发现可疑的结果上的标记。因此，不需要在分析器的软件中实现新的标记。因此避免了与在***软件中实现新的标记关联的风险以及针对该软件有关的有效性工作。

根据本发明的方法不要求对具有实验室信息***/通信协议的现有***接口进行任何修改。

附图说明

现在依照本发明主题的优选实施例并参考附图来描述本发明主题。叙述这些实施例是为帮助理解本发明，而不是认为是进行限制。

图1示出了一个表格(表1)，其在列11到16中示出了为不同样本用离子选择电极获得的测量结果的结果列表并在列17到21中示出用根据本发明的方法获得的计算和检查结果。

图2示出了一个流程图，其说明了根据本发明的方法步骤，尤其是图1的表1中提到的检查1到3。

在附图中使用的参考符号

SS_N为一系列连续测量样本的第N个样本用钠灵敏离子选择电极测量的电势差

ConcS_N根据SS_N计算的钠的浓度

SP_N为一系列连续测量样本的第N个样本用钾灵敏离子选择电极测量的电势差

ConcP_N根据SP_N计算的钾的浓度

CS_N为第N个样本的钠一点校准测量的电压

CS_N-1为第(N-1)个样本的钠一点校准测量的电压

CP_N为第N个样本的钾一点校准测量的电压

CP_N-1为第(N-1)个样本的钾一点校准测量的电压

C1值|CS_N-CS_N-1|的计算

C2值|CP_N-CP_N-1|的计算

具体实施方式

之后参考附图描述根据本发明的方法的一个优选实施例。

之后所描述作为例子的方法是一种借助于离子选择电极集合来测量生物液体样本中至少两个分析物的浓度的方法，每个离子选择电极适于测量这些分析物之一，这些分析物中的一个是钠而这些分析物中的另一个是钾。该方法包括检测电位差的偏差的步骤，该偏差是由的测量条件的干扰引起的，例如离子选择电极的样本通道中的气泡或静电放电，和该方法还包括用标记标明发现的可疑测量结果。

图1示出了一个表格(表1)，其在列11到16中示出了为不同样本用离子选择电极获得的测量结果的结果列表并在列17到21中示出用根据本发明的方法获得的计算和检查结果。在表1的一行中的列13到16中指明的测量结果是编号为1到N个的多个不同样本之一获得的结果。

这里所描述的根据本发明本发明的方法的例子包括下列步骤：

步骤(a)：用所述离子选择电极集合测量一系列相同种类的不同生物样本，例如稀释血液样本，从离子选择电极获得以毫伏的电压值，该电压值表示在每个这些生物样本中相应的钠和钾的浓度，并且以适当的形式存储最近的值以供电子数据处理。表1的列13和14示出编号为1到N的不同样本的多个测量的那些值的例子。为第N个样本用钠测量电极测量的电压由SS_N良示，并且根据SS_N计算的钠浓度的对应值由ConcS_N表示并且在列11中标注。为第N个样本用钾测量电极测量的电压由SP_N表示，并且根据SP_N计算的钾浓度的对应值由ConcP_N表示并且在列12中标注。以类似的方式指示为N-1样本获得的相应值，但是用的下标是N-1。

步骤(b)：在根据步骤(a)测量每个所述生物样本之后用相应的离子选择电极测量钠和钾的校准标准，从离子选择电极获得以毫伏的电压值，该电压值表示在每个这些校准中相应的钠和钾的浓度，并且以适当的形式存储最近的值以供电子数据处理。表1的列15和16示出与编号为1到N的多个不同样本的对应测量相关联的那些值的例子。表1的每一行的列15和16中指明的电压值是与表1的相同行的列13和14中的指明的电压值相关或相对应的电压值。为第N个样本用钠一点校准测量的电压由CS_N表示。为第N个样本用钾一点校准测量的电压由CP_N表示。以类似的方式指示为N-1样本获得的相应值，但是用的下标是N-1。

步骤(c)：通过预定过程(在之后详细描述)来验证通过根据步骤(b)测量的校准标准所获得的所述每个以毫伏的值是否具有在离子选择电极之一的操作中的干扰引起的异常值，并且如果是这样的情况：

步骤(d)：用一个标记将为在根据步骤(b)测量钠和钾的校准标准之前测量的对应样本所获得的测量结果标明为可疑。

在一个优选实施例中，在根据步骤(a)测量所述每个生物样本之后，立刻发生所述根据步骤(b)用相应离子选择电极测量钠和钾的校准标准，和

为根据步骤(b)测量钠和钾的校准标准之前立刻测量的对应样本实现用一个标记将根据步骤(d)获得的测量结果标明为可疑。

为给定样本根据步骤(a)获得的电压值和根据步骤(b)获得的电压值形成该给定样本的测量结果的值的集合，例如对于在表1中提到的1到N个样本之一。

上述的预定过程的例子在步骤(c)中验证通过根据步骤(b)测量的校准标准所获得的以毫伏的值是否具有异常值，该步骤(c)包括为与不同样本(N和N-1)对应的连续测量结果处理根据步骤(b)获得的以毫伏的测量电压，并且所述处理包括以下步骤：

步骤(i)：对于钠计算并存储由电极测量的电压差值的绝对值(ΔCS_N＝|CS_N-CS_N-1|)，所述电压对应于样本(N)和前一个样本(N-1)，

步骤(ii)：对于钾计算并存储由电极测量的电压差值的绝对值(ΔCP_N＝|CP_N-CP_N-1|)，所述电压对应于样本(N)和前一个样本(N-1)，

步骤(iii)：验证在步骤(i)和(ii)中计算的变化的所计算和存储的绝对值的每一个是否大于第一预定阈值，并且如果该验证结果是肯定的，

步骤(iv)：验证在步骤(i)和(ii)中获得的所计算和存储的绝对值彼此相差的量是否小于第二预定阈值，并且如果该验证结果是肯定的，

步骤(v)：验证在步骤(i)中为样本(N)和为前一个样本(N-1)获得的所计算绝对值彼此相差的量是否大于第三预定阈值，并且果该验证结果是肯定的，

步骤(vi)：生成指明样本(N)的测量结果可疑的信号。

在优选实施例中，步骤(iii)中的第一预定阈值是0.8毫伏，步骤(iv)中的第二预定阈值是0.25毫伏，并且步骤(v)中的第三预定阈值是0.25毫伏。

上述的阈值已经在实验上通过实验用一点校准mV-值中偏差的绝对值获得。感觉上与上面指明的阈值不同的阈值对于该目的来说是不够的，因为它们是不灵敏的(例如，在检查1中使用1.2mV的阈值)或太灵敏的(例如，在检查2和3中应用0.1的限制)。

表1的列17和18示出了为一系列样本1到N用步骤(i)和(ii)获得的计算结果C1和C2中的一些。对于由字母A、B、C和D指示的连续样本，将数值作为作为例子来指明。

表1的列19到21为样本A、B、C和D指明被指示为检查1的根据步骤(iii)的验证结果，被指示为检查2的根据步骤(iv)的验证结果和被指示为检查3的根据步骤(v)的验证结果。在表1中对于样本A和B的列20和21使用的符号，意思是对于这些样本，检查2的结果没有被确定。这样做是因为根据图2所表示的流程图，不执行检查2，因为检查1的结果是否定的。

图2示出了一个流程图，其说明了上述根据本发明的方法的步骤，尤其是在根据步骤(i)和(ii)所计算和存储的值的基础上执行的图1的表1中提到的检查1到3。

如图2所示，如果检查1且检查2且检查3的结果是肯定的，则只设置表示异常结果的标记。如果这个条件没有满足，则不设置标记，并且这等效于将测量结果当作是有效的。

如由表1所示。所有三个检查1、2和3为用字母C指示的行中的测量结果提供肯定结果，而对于用字母A、B和D指示的行中的测量结果，检查1、2和3中的至少一个提供否定结果。

表1的行C，列17和18中的结果与在表1的行B和D，列17和18中列出的结果的比较示出了，这些行中的钠和钾的结果低于行C中的，尽管至少对于钠(列13)，样本mV值几乎相等。对于与行B和D，列17和18比较的行C，列17和18的测量，提高两个电极的一点校准的mV值，并且提高大约相同的量(分别为1.38mV和1.41mV)。

上述的方法不仅可应用于钠和钾，而且可应用于其它分析物，例如钠和除钾之外的分析物。

当对样本执行ISE测量的实验室开始其日常操作并且获得表1的行1的测量值时，不存在前一个样本的测量值。在该情况下，在主校准期间在***中生成和存储的一点校准mV-值被用作为初始值，以便也能够为表1的行1中的测量结果执行上述方法的计算和验证。

主校准以定义的间隔进行，并且它被当作为良好的实验室实践，以借助质量控制样本来确认校准。它们的结果在接受之前被充分彻查，并且因此确保了校准是正确的。

此外，向主校准结果应用的若干独立的检查还确保了，在主校准期间生成的mV-值如果未被标记且如果质量控制结果在允许的范围内，则该mV-值是值得信任的。

主校准过程例如按照如下执行：

ISE的样本、标准校准溶液或质量控制液体经由ISE模块所属于的临床诊断分析器的自动移液操作单元而被传送到ISE模块的测量室，而直接从位于ISE模块附近的瓶子吸取一点校准器液体并将其直接提供给ISE模块的测量室。

因此，ISE的样本或标准校准溶液或质量控制液体与一点校准器液体不相同地被处理。如果没有被相应的校正，则这可能导致精确性问题。例如，可能的是，在给定***上的稀释率随着时间变化，或者存在不同的***实际提供的稀释率的变化，尤其是当大量的***被考虑时(例如＞1000)。

为了补偿这种差异，该差异可能影响用分析器***获得ISE测量结果的精确性，则按下面所述的来实现所谓的溶液1-因子(SOL1F)校正。

下面的校准标准的预定容量被使用：

Sol 1是具有第一浓度值的一个校准标准。

Cal 1是具有第二浓度值的另一个校准标准。

Sol 2是具有第三浓度值的一个校准标准。

下面的表2示出为计算上面提到的校正因子SOL1F而获得的步骤和测量结果。

表2：为计算上面提到的校正因子SOL1F而获得的步骤和测量结果

步骤	用离子选择电极进行测量之前的动作	用离子选择电极获得的测量结果
			1	Sol 1的第一移液操作	mVSol 1_1
2	Cal的第一吸取	mVCal_1
			3	Sol 1的第二移液操作	mVSol 1_2
4	Cal的第二吸取	MVCal_2
			5	Sol 2的移液操作	mVSol 2

当例如在ISE模块的日常操作的开始时前一个测量值不可用时，测量的值mVCal_2是根据本发明的一点校准检查的起始值。

使用在上面步骤序列1到5的步骤4中获得的一点校准测量结果mVCal_2来确保只有这样的结果被用作为后续检查的起始点，对于后续检查已经通过不同方式检查了它们的完整性。

在完成上述的步骤1-5的测量之后，执行下面的计算：

根据下式计算Slope：

$\left(1\right),\mathrm{Slope}=\frac{\mathrm{mVSol}1\_2-\mathrm{mVSol}\_2}{\log \frac{C_{\mathrm{Sol}1}}{C_{\mathrm{Sol}2}}}$

其中

C_ao11＝Sol 1中离子的浓度(例如钠＝150mM)

C_ao12＝Sol 2中离子的浓度(例如钠＝110mM)

log＝底为10的对数

Slope的量纲是mV/十年。

检查所得的Slope，看它是否在允许的限制内，该限制本身是在***的对应测试设置中规定的。

SOL1-因子是根据如下等式确定的：

$\left(2\right),\mathrm{SOL}1F=\frac{\mathrm{mVSol}1\_1+\mathrm{mVSol}1\_2}{\mathrm{mVCal}\_1+\mathrm{mVCal}\_2}$

校正因子SOL1F没有量纲。

SOL1F是用于计算浓度值的校正因子。

$\left(3\right),\mathrm{ConcMeas}+C_{\mathrm{Sol}1}*{10}^{\frac{\mathrm{mVSol}1\_2-\mathrm{mVCal}2*\mathrm{SOL}1F}{\mathrm{Slope}}}$

使用了如上面(1)和(2)中相同的变量。

Conc.Meas是所计算的Sol 1的浓度值。

所计算的值ConcMeas是使用已经由方程式(1)和(2)计算的Slope和SOL1F的值而获得的。

由于Sol 1被用于测量，因此目标浓度是已知的。

使用钠作为例子，其就是150mmol/L。现在按照如下来检查Conc.Meas其与该值的偏差。

(4)148.8mmol/L＜Conc.Meas＜151.2mmol/L

如果实现了该检查，则主校准为今后的一点校准提供坚实的基础，并确保所获得结果的可靠性和有效性。否则，即是如果上述的检查(4)没有实现，则将一个标记贴附到用该主校准生成的所有结果。

尽管已经使用特定术语描述了本发明的优选实施例，但是这样的描述只是用于示例性目的，并且应当理解，在不偏离随后权利要求的精神或范围可作出变化或改变。

Claims (3)

1.一种借助于离子选择电极集合来测量生物液体样本中至少两个分析物的浓度的方法，每个离子选择电极适于测量这些分析物之一，这些分析物中的一个是钠而这些分析物中的另一个是钾，所述方法包括步骤：

(a)用所述离子选择电极集合测量一系列相同种类的不同生物样本，从离子选择电极获得以毫伏的电压值，该电压值表示在每个这些生物样本中相应的钠和钾的浓度，并且以适当的形式存储最近的值以供数据处理，

(b)在根据步骤(a)测量每个所述生物样本之后用相应的离子选择电极测量钠和钾的校准标准，从离子选择电极获得以毫伏的电压值，该电压值表示在每个这些校准标准中相应的钠和钾的浓度，并且以适当的形式存储最近的值以供数据处理，

(c)验证通过根据步骤(b)测量所述校准标准所获得的所述每个以毫伏的值是否具有在离子选择电极之一的操作中的干扰引起的异常值，最近的验证包括为与不同样本(N和N-1)对应的连续测量结果处理根据步骤(b)获得的以毫伏的测量电压，并且所述处理包括：

(i)对于钠计算并存储由电极测量的电压差值的绝对值(ΔCS_N＝|CS_N-CS_N-1|)，所述电压对应于样本(N)和前一个样本(N-1)，

(ii)对于钾计算并存储由电极测量的电压差值的绝对值(ΔCP_N＝|CP_N-CP_N-1|)，所述电压对应于样本(N)和前一个样本(N-1)，

(iii)验证在步骤(i)和(ii)中计算的变化的所计算和存储的绝对值的每一个是否大于第一预定阈值，并且如果该验证结果是肯定的，

(iv)验证在步骤(i)和(ii)中获得的所计算和存储的绝对值彼此相差的量是否小于第二预定阈值，并且如果该验证结果是肯定的，

(v)验证在步骤(i)中为样本(N)和为前一个样本(N-1)获得的所计算绝对值彼此相差的量是否大于第三预定阈值，并且果该验证结果是肯定的，

(vi)生成指明样本(N)的测量结果可疑的信号，并且

(d)用一个标记将为在根据步骤(b)测量钠和钾的校准标准之前测量的对应样本所获得的测量结果标明为可疑。

2.根据权利要求1的方法，其中

在根据步骤(a)测量所述每个生物样本之后，立刻发生所述根据步骤(b)用相应离子选择电极测量钠和钾的校准标准，和

为根据步骤(b)测量钠和钾的校准标准之前立刻测量的对应样本实现所述根据步骤(d)用一个标记将获得的测量结果标明为可疑。

3.根据权利要求1或2的任意一个的方法，其中所述第一预定阈值是0.8毫伏，所述第二预定阈值是0.25毫伏，并且所述第三预定阈值是0.25毫伏。

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