CN102317773B - 具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条 - Google Patents

具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条 Download PDF

Info

Publication number
CN102317773B
CN102317773B CN200980156888.5A CN200980156888A CN102317773B CN 102317773 B CN102317773 B CN 102317773B CN 200980156888 A CN200980156888 A CN 200980156888A CN 102317773 B CN102317773 B CN 102317773B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
layer
strips
group
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980156888.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102317773A (zh
Inventor
B·F·林德曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polymer Technology Systems Inc
Original Assignee
Polymer Technology Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polymer Technology Systems Inc filed Critical Polymer Technology Systems Inc
Publication of CN102317773A publication Critical patent/CN102317773A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102317773B publication Critical patent/CN102317773B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386—Analytical elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001—Enzyme electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

一种具有一体的生物传感器的诊断式多层干相测试条，其用于测量流体试样中的一种以上的被测物，所述测试条包括本体，其具有引入流体试样的端口。扩散层位于本体内，所述扩散层被构造成均匀地扩散通过所述端口所接收的流体试样。测试条还包括至少一个与所述扩散层流体连通的酶反应层。测试条还包括第一电极层，其与所述至少一个酶反应层流体连通，所述第一电极层针对每个酶反应层包括一组电极，每组电极适于与所述流体电相互作用。

Description

具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条
背景技术
电化学测试条在血糖测试仪中广泛使用并且已经表明具有与光学读取方法相比改进的性能(缩短的测量时间、更高的重复性、增加的准确性)以及改进的患者依从性(更少的试样体积)。
然而，迄今无法在一个测试条上测量超过一个参数而不必将所述测试条分割成多个独立的电化学“单元(cell)”——每个单元针对每个参数。在这些措施中，单独的试样必须被添加至每个“单元”，导致了试样成分中的差异、增加的处理时间以及工作还有降低的患者依从性，这是因为患者必须准备多个血样。
发明内容
在一个实施例中，具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条，其用于测量流体试样中的一种以上的被测物，所述诊断式多层干相测试条包括本体，所述本体具有用于引入流体试样的端口。在所述本体内设置扩散层，其中所述扩散层被构造成均匀地扩散通过所述端口被接收的流体。测试条还包括至少一个酶反应层，其与扩散层流体连通。测试条还包括与至少一个酶反应层流体连通的第一电极层。所述第一电极层针对每个酶反应层包括一组电极。每组电极适于与所述流体电相互作用。
在一个可选例中，诊断式多层干相测试条具有至少两个酶反应层。在另一个可选例中，所述诊断式多层干相测试条包括：电绝缘基层；多个在所述基层上形成的引线端子；以及多个引线，它们分别与所述引线端子相连；其中，每组电极包括至少一个工作电极；至少一个对立电极；以及至少一个基准电极，其中所述基准电极相应地与所述引线相连。
在另一个可选例中，诊断式多层干相测试条包括在所述酶反应层的顶部上形成的第二电极层。电极层承载多个在其上形成的引线端子；多个引线，它们相应地与所述引线端子相连；以及与每组电极对应的附加组的电极，每个附加组的电极相应地与所述引线相连。在另一个可选例中，所述第二电极层的导电表面朝向下，并且与所述酶反应层流体连通。在另一个可选例中，所述第二电极层的导电表面朝向上，并且与所述酶反应层流体连通。在另一个可选例中，所述第二电极层具有至少一个开口。可选地，所述开口大致位于所述第二电极层的电极的中央。附加地，所述第二电极层的各电极是圆形的。
在另一个可选例中，诊断式多层干相测试条包括至少一个附加的功能层，其在所述至少两个酶反应层与所述扩散层之间形成。所述附加的功能层可以是血液分离层。所述附加的功能层可以是析出层(precipitation layer)。所述附加的功能层可以是隔离层或非反应层。
在一个可选例中，所述承载基体具有至少一个窗，以使得所述测试条可以被光学观察到。所述窗可以被定位成与所述端口相对。
在另一个可选例中，所述电绝缘基层是透明的。此外，所述酶反应层包括用于酶反应的电化学量化的化学品。可选地，所述酶反应层包含用于酶反应的电化学与光学量化的化学品。此外，所述电化学与光学量化同时进行。
在另一个可选例中，诊断式多层干相测试条具有数量在2与100之间的多个电极组。在一个可选例中，所述电极组中的至少一个电极组被用作为电极/单元的基准组。可选地，所述电极组中的至少一个电极组具有与其它电极组相同的测试特征。
在诊断式多层干相测试条的一个可选例中，媒剂被使用。所使用的媒剂是二茂铁(Fe(C5H5)2)。所使用的媒剂可以是钌配合物。在另一个可选例中，所述工作电极包含作为催化剂的Fe3O4，以消除对于媒剂的需要。在诊断式多层干相测试条的另一个可选例中，与至少两个酶反应层中的每个对应的这组电极包括第一组电极和第二组电极，第一组电极具有第一组阳极以及第一组阴极，并且第二组电极具有第二组阳极以及第二组阴极。在另一个可选例中，所述第一组阳极与所述第二组阴极之间的第一电阻被确定，并且所述第一组阳极与所述第一组阴极之间的第二电阻被确定，并且从第二电阻中减去第一电阻，以确定无串扰的电阻。
在另一个实施例中，确定流体试样中的一种以上的被测物的方法包括利用测试条，其中所述测试条包括本体，其具有用于引入流体试样的端口；扩散层，其被构造成均匀地扩散通过所述端口被接收的试样；至少一个与所述扩散层流体连通的酶反应层；以及与所述至少一个酶反应层流体连通的第一电极层，所述第一电极层针对每个酶反应层包括一组电极层，每组电极层与流体试样电相互作用，与至少两个酶反应层中的每个相对应的这组电极包括第一组电极和第二组电极，第一组电极具有第一组阳极和第一组阴极，第二组电极具有第二组阳极和第二组阴极。所述方法还包括测量所述第一组阳极与所述第二组阴极之间的第一电阻。所述方法还包括测量所述第一组阳极与所述第一组阴极之间的第二电阻。所述方法还包括从所述第二电阻中减去所述第一电阻，以确定无串扰的电阻。所述方法还包括基于所述无串扰的电阻，确定被测物的浓度。
在用于测量流体试样中的一种以上的被测物的具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条的另一个实施例中，所述测试条包括本体，其具有引入流体试样的端口；扩散层，其被构造成扩散通过所述端口所接收的流体试样；电极层，其与所述扩散层流体连通，第一电极层针对每个酶反应层包括一组电极，每组电极适于与所述流体电相互作用。在一个可选例中，所述测试条还包括第二组电极，其与所述扩散层流体连通适于与所述流体试样电相互作用。此外，所述扩散层可以在所述第一组电极与所述第二组电极之间均匀地分布所述试样。
在确保利用单个测试条进行被测物测试精度的方法的一个实施例中，所述方法包括：测试在单个测试条上设置的流体试样，其中所述测试条被构造成针对被测物提供两次测试；利用被构造成接收所述单个测试条的仪表确定第一和第二测试结果；利用所述仪表将所述第一测试结果与所述第二测试结果对比；以及如果对比结果并不在可接受的误差范围内，则由所述仪表通知使用者。可选地，所述两个测试可以是电化学测试和光度测试。在一个可选例中，所述两个测试在方法与试剂方面可以是相同的。在另一个可选例中，所述两个测试可以具有不同的试剂以及校准曲线。
附图说明
图1是多层干相测试条的一个实施例的示意图；
图2是多层干相测试条的实施例的反应流图；
图3是多层干相测试条的另一实施例的示意图；
图3a是根据图3的多层干相测试条的剖视图；
图3b是根据图3的多层干相测试条的剖视图，其示出了两个电极结构；
图4是多层干相测试条的另一实施例的示意图；
图5是多层干相测试条的另一实施例的示意图；
图6是确保被测物测试的正确性的方法的实施例的流程图；
图7示出了具有电极的反应层；并且
图8示出了测试条的各种阻抗。
具体实施方式
在诊断试多层干相测试条的一个实施例中，测试条将PolymerTechnology Systems，Inc.(″PTS″)的经核准的并信誉卓越的干化学条技术与附加的电极层和电化学反应(而非显色酶反应)结合。例如，参见美国专利No.7374719和美国专利申请No.10/334043，它们在此引作参考。
PTS层技术也能够将试样分布到电化学单元中而非显色垫中，其中扩散层位于堆层的顶部，所述扩散层在试样渗透到下方的分离与析出层之前将试样水平地均匀分布，以最终达到最下方的酶反应层。该实施例被称为多层干测试条。
继续将多层干测试条作为实例，条壳体的底板中的窗整体省略或者在用于组合式读取的地方留出(如下)。试样通过作为层堆的顶层的扩散层被水平地分布遍及酶反应层。血细胞可以不必通过血分离层被抑制/去除，这是因为血细胞的颜色(溶血)不会干扰电化学读取。因而，该层可以被省略。例如用于直接LDL测量的隔离物和/或析出/分离层可以被增加在扩散层与酶反应层之间。优选地，在层堆的下端处，酶反应层保持用于电化学反应的或用于电化学与光学读取、优选反射光谱的组合的酶合剂。最后，在底部设置优选透明的基层——例如聚丙烯箔片，该基层承载电极组。可以被称为“单元”或“生物传感器”的电极组包括至少一个工作电极、一个对立电极、以及一个基准电极，例如像在现代血糖测试仪中那样。多个这种单元可以安置在基层上，所有单元通过扩散层供有试样，因而使得在一个生物传感器条上可以实现目前为止不可能的多种参数测量。
已经证明，用于可靠的电化学测量的优选电势值应该高于700mV。这导致了生物学试样中的各成分的所不期望的破坏，尤其如果试样都是血液的话。这些成分已经表明干扰测量、因而降低准确率和重复性。因此，在商用生物传感器中，所谓的媒剂(mediator)被加入至氧化还原反应以降低所需的电势。媒剂例如可以是金属有机化合物二茂铁(Fe(C5H5)2)。
近期，已经发现，如果实际上添加有助于减少在胆固醇氧化酶反应中生成的过氧化氢的催化剂的话，则能够省略媒剂。Fe3O4(“磁铁”)——一种促成电极与过氧化氢之间的电子转移的相对便宜的且容易处置的催化剂优选被添加至用于将工作电极网印在电极层上的石炭墨水。
第二电极承载层能够被增加至酶反应层的顶部，以增加进行电化学读取的反应舱室的体积。该层优选具有开口，所述开口优选为圆孔，电极作为环在这些孔周围布置，以使得试样流通进入到酶反应层中。
在如下所述的实施例中，测试条可以具有不同的电化学或光度测定部位。这些部位可以组合或通过各电极的透明的基层被隔离。此外，测试方法可以同时地或大致同时地进行。此外，因为在单个测试条中可以进行多次测试，所以冗余可以被累积到测试条中以增加精度。这种冗余可以形式是针对同一被测物利用同一技术、优选电化学的多次测试。冗余可以包括根据不同的技术(电化学和光学)针对同一被测物的测试。此外，两个电化学测试可以利用不同浓度的试剂、根据不同校准曲线分析而完成。通过采用同一类型的多次测试或稍微改型的测试，测试中的误差可以更加容易地被检测出。尽管冗余在任何被测物的测试中存在，但是在葡萄糖的情况中，测试误差可能具有严重的后果，从而这种冗余是特别期望的。
图1示出了多层干相测试条100的一个实施例。流体试样110被施加至分布层115。在该实施例中，流体试样110是血液试样；然而，各种不同的体液可以被测试。分布层115的作用是在试样传递至各层堆120、125、130之前将试样均匀地扩散遍及该层。各层堆120、125、130包含与试样起反应并将所期望测量的被测物隔离的试剂。电极层135包括三个测试部位140、145、150，以便测试不同的被测物。
电极层135由聚丙烯载体箔制成，其能够利用适合于这种材料的墨水被印制。所有三个测试部位140、145、150以相同的方式被印制。电路路径155优选利用碳墨水被印制。基准电机160优选利用银/氯化银膏被印制。工作电极165优选利用碳墨水和Fe3O4被印制。对立电极(counter electrode)170优选利用碳墨水被印制。在可选的实施例中，各电极可以由其它材料组成。电路路径155终止于接触引线175，其中所述接触引线被设计成适配并接触提供电流并利用条100进行测量的测试装置。
利用测试条100可以测试不同的被测物；但是，如下所述，为了测试其它的被测物并且为了改进测试特征可以进行各种不同的调整。在一个可选例中，可以消除层堆120、125、130并设置成试样从分布层115扩散至三个测试部位140、145、150。三个测试部位140、145、150可以浸渍有所需的试剂。
图2示出了用于分析被测物的量的基本反应过程。反应和检测是基于在催化反应过程中形成过氧化氢。反应如下：
胆固醇酯+H2O---胆固醇酯酶--＞胆固醇+脂肪酸
胆固醇+O2---胆固醇氧化酶--＞胆固醇-4-en-3-one+H2O
图3示出了测试条的可选例。测试条300包括分离层315、第一电极层320、层堆325、330和335、以及第二电极层340。在该实施例中，对立电极345处于第一电极层320中，通过相应的层堆325、330、335与第二电极层340中的工作电极350和基准电极355隔离。在该实施例中，对立电极345以面向下的方式被定位，而工作电极350以面向上的方式被定位。在这种方式中，在层堆325、330和335内被吸入的整个体积可以被用作为电化学分析目的的试样。这减少了进行测试所需的试样体积。
图3a示出了位于测试条保持件360内的测试条300的侧视图。箭头代表多层测试条300中的试样310的流动路径。同样，也示出了与电极的接触点接触的引线365。各引线365位于测试装置370中，并且可取出地接触测试条300，从而测试条可以在使用之后被丢弃。
在图3b中，示出了由双电极层层堆所提供的更大的测试体积。与电极381、382并排而导致体积的仅仅一小部分被利用的层堆380相比，层堆375的整个体积以双电极层结构的方式被利用。通过将电极381a、381b和382设置在层堆376、377的相对的表面上，可以利用更大的测试体积。如图所示，电场385(仅仅图示)与层堆380相比在层堆375中经过更大的测试体积。
如图4所示的另一可选实施例也利用整个层堆体积。测试条400包括分离层415；第一电极层420；层堆425、430和435；以及第二电极层440。在该实施例中，对立电极445在第一电极层420中通过相应的层堆425、430、435与第二电极层440中的工作电极450和基准电极455隔离。与图3的实施例相反，对立电极445以面向上的方式被定位。在层堆425、430、435中所包含的试样体积优选足以使得对立电极层420湿润，从而试样接触对立电极445。对立电极的面向上定位可以允许接触引线更容易连接到监测装置中。
在图5中，示出了测试条的可选实施例。测试条500包括分布层515。分布层515用于使得试样在传递至层堆520、525和530之前均匀地扩散遍及该层。同样注意，附加的血液分离层(未示出)可以被包含在分布层515与层堆520、525、530之间，以便过滤血红细胞。该血液分离层可以在该实施例中被包含或者在所述的任何实施例中被包含。电极层535包括三个测试部位540、545、550，以便测试各种不同的被测物。层堆525、530和535可以包含一个或多个反应层并且可以包含一个或多个非反应层(blank layer)。取决于所测量的被测物，层堆525、530和535可以包含一个或多个反应层以及一个或多个非反应层。例如，层堆525包括非反应层555和反应层560。非反应层555用作为保持层堆之间的层堆压力一致并且还保持层堆之间的流时间一致，从而试样在其到达其它层堆的反应级的同时达到反应层560。在层堆530中，该层堆包括析出层565和反应层570。在特定的被测物的情况中，试样中的被测物的分离需要在反应之前完成。例如，HDL测量层堆可以被包含在测试条500中，其需要利用析出层或分离层。在析出层中，将从反应中被排除的被测物被沉淀出。在分离层中，将从反应中被排除的被测物层从将被包含在反应中的被测物中离析出。在用于HDL、甘油三酸酯和总胆固醇的测试条的情况中，各层堆可以如下所述。
HDL测量层堆
参看图5，层堆525靠近并与分布层515的底侧流体连通。层堆525从分布层530提取流体并且产生与HDL胆固醇的浓度成比例的过氧化氢。
如上所述，现有技术大体上为必须两个层以及两个相关的处理布置，以将非HDL从原生质(plasma)中析出和分离。根据现有技术的方法，非HDL的析出在第一层中完成；并且，析出物然后穿过该第一层达到第二层。在该第二层中，析出物的移动比原生质更缓慢；并且原生质在析出物之前达到测试膜。例如，见美国专利文献No.5426030、5580743、5786164、6171849、6214570、545370、5316916、5213965和5213964。相反地，已经发现，非HDL自HDL的分离可以在单个大致均匀的层565中完成。
此外，已经发现，析出和分离沿大致与由层565所确立的平面垂直的方向进行。也就是说，尽管流体移动在层565内沿所有方向发生，但是流体从层565的一侧至另一侧没有显著的净切向移动。实际上，与如上所述的现有技术非常不同地，本发明并不采用或依赖原生质与析出的非HDL在层565内的不同的迁移速度。这是因为流体穿过层565，而非遍及层565。因此，这也可以被称为具有均匀水平流的垂直流***。
多种合适的材料可以用于层565，例如滤纸或结合有玻璃纤维的醋酸纤维素。合适的层的多个实例在美国专利No.708397中提供。用于层94的一种合适的膜是CytoSep.RTMTM，grade 1660膜，12.9mil厚，来自Pall Corporation，East Hill，NY。用于层94的另一种合适的膜是grade 595纸，0.180mm(7.1mil)厚，来自Schleicher & SchuellBiosciences，Inc.，Keene，NH。此外，层94大致是彻底均匀的或对称的。也就是说，尽管层565的基体包括不同尺寸的孔隙，但是基体在整个层内是连续的。层565由实例中此后所述的溶液浸渍。其它参看美国专利No.7087397。
在一个实施例中，用于HDL Fractionation Membrane(层565)浸渍的溶液：
以下浸渍溶液被使用：
1.去离子化水800.00mL；
2.硫酸镁5.00gm；
3.磷钨酸45.00gm；
4.山梨糖醇10.00gm；
5.利用去离子化水将体积调整至1升。
12.9(mil)厚且5.90″(英寸)宽的合成纤维复合媒介(Pall CytoSepTM grade 1660)以0.5ft/min的速度被浸没在浸渍溶液的再循环池中。该合成纤维复合媒介然后进入一隧道，其中所述隧道鼓吹暖空气(华氏98°至106°)，并具有低湿度(＜5％相对湿度(RH))以完全干燥。所述合成纤维复合媒介然后被切成0.20″(英寸)的条，以备组装。
可选地，7.1(mil)厚且6.0″(英寸)宽的合成纤维复合媒介(PallCytoSepTM grade 1661)以0.5ft/min的速度被浸没在浸渍溶液的再循环池中。该合成纤维复合媒介然后进入一隧道，其中所述隧道鼓吹暖空气(华氏98°至106°)，并具有低湿度(＜5％RH)以完全干燥。所述合成纤维复合媒介然后被切成0.20″(英寸)的条，以备组装。
可选地，6.0″(英寸)宽的常见的纸(Pall CytoSepTM grade 1661)以0.5ft/min的速度被浸没到浸渍溶液的再循环池中。该纸然后进入一隧道，其中所述隧道鼓吹暖空气(华氏98°至106°)，并具有低湿度(＜5％RH)以完全干燥。所述纸然后被切成0.20″(英寸)的条，以备组装。
总胆固醇测量层堆
进一步参看图5，层堆525与层堆520隔开，并且靠近且与分布层515流体连通。层堆525从分布层515提取流体并且产生与试样510中的总胆固醇浓度成比例的过氧化氢。层堆525还包括非反应或隔离层565，其主要目的是将所有层堆的相对厚度维持大致相同，并且在这么做时，改进通过测试条保持件的顶部和底部施加在测试条500上的总压力。非反应层565还保持从层515通至其的剩余血液细胞。针对本申请文件，术语“非反应层”指的是诸如层565的层，其主要目的是将所有层堆维持大致相同的厚度。非反应层565并未装载有任何试剂，而是由湿润剂浸渍以改进流体流动。总胆固醇层堆的功能根据反应相对于图2如上所述。
甘油三酸酯层堆
进一步参看图5，层堆530与层堆525隔开，并且靠近并与层515流体连通。层堆530从层515提取原生质并且产生与试样510中的总胆固醇浓度成比例的过氧化氢。层堆530还包括非反应或分离层，其在该实施例中与非反应层565相同。用于分离甘油三酸酯以便测量的机制可以在申请人所拥有的美国专利No.7124504中发现，该专利文献结合在此引作参考。脂蛋白脂肪酶(LPL)可以被用于根据以下反应而转换甘油三酸酯：
该反应产生与试样中的甘油三酸酯的量成比例的过氧化氢，其然后可以被电化学地分析。多种其它方法可以用于将甘油三酸酯转化成过氧化氢。
应该理解的是，在HDL浓度、总胆固醇和甘油三酸酯浓度分别通过层堆520、525、530被确定之后，LDL胆固醇的浓度可以通过已知的关系被计算：
LDL胆固醇＝总胆固醇-甘油三酸酯/5-HDL胆固醇
如上简单线性公式可以容易地被编程到读取测试条的器械中，因而提供无法直接被测量的附加的被测物的浓度。
因而，现在可以想到的是，正如所述的单个测试条500能够被构造成测试多种被测物的浓度。
此外，如上所述的测试条可以包括一个或多个位于测试条底部的窗，以用于流体试样的光学分析。光学分析窗可以与电极隔开或者位于与电极相同的竖直路径上。在每种情况中，这种布置结构可以允许实现并行的电化学与光学(反射率)测量。
在如上所述的实施例中，测试条可以具有多个不同的电化学或光度检测部位。这些部位可以组合或者通过电极的透明基层被隔离。此外，测试方法可以同时地或大致同时地完成。此外，因为用单个测试条可以进行多次测试，所以冗余可以被累积到测试条中以便增加准确性。这种冗余可以形式是针对同一试样被测物利用同一技术、优选电化学的多次测试。冗余可以包括根据不同的技术(电化学和光学)针对同一被测物的测试。此外，两个电化学测试可以利用不同浓度的试剂、根据不同校准曲线分析而完成。通过采用同一类型的多次测试或稍微改型的测试，测试中的误差可以更加容易地被检测出并且如果必要的话重新测试。尽管冗余在任何被测物的测试中存在，但是在葡萄糖的情况中，测试误差可能具有严重的后果，从而这种冗余是特别期望的。
图6示出了在测试结果处于可接受的误差范围之外时告知使用者的方法。在步骤(block)610内，利用单个测试条同时完成针对单个被测物的两个测试。在步骤620内，测试的结果被对比。在步骤630内，如果对比的结果处于可接受的误差范围内，则该过程进行到步骤650并且测试的结果被返回至使用者。如果误差范围是不可接受的，则使用者得知潜在的测试误差，在该点，一个或多个结果可以被返回。此外，使用者可以得知需要进行重新测试。该方法可以被编程到与测试条联合使用的测试装置中。如之前的段落所述，所完成的两个测试可以在方法或试剂浓度以及校准曲线方面是相同的或不同的。
图7示出了反应层710与上电极720(横截面所示为圆形电极)、下电极730以及印刷电路板740。在反应层由试样浸泡时，反应层710的电阻发生变化。使得反应层710被围在下电极730与上电极720之间，可以测量反应层710的电阻。为了避免可能影响测量的电解，低交流电压可以短期内被施加，以测量该层的电阻。如图8所示，已经在干燥的状况(封闭的瓶)下被存储并且不再暴露至空气水分的条810应该具有非常高的电阻(例如，1MΩ)。如果条810已经暴露于水分并且反应层已经变湿(因为反应层所浸渍的化学成分，所以反应层是吸湿的)，电阻将稍微降低，例如如图所示降低至800kΩ。水分将导致酶功能变差并且因而使得条失效，从而装置将可以进行预测试功能性检查。在这种情况中，通过利用在应用试样之前通过电阻所确定的条的水分大小，装置能够确定是否条是起作用的。
只要试样已经被施加、迁移穿过各层并开始浸泡反应层，则条830中的电阻将降低至相对低的值(例如1kΩ)。电阻将最终达到下限(在若干秒内)。因为电阻不会进一步降低，所以装置“识别到”测试测量可以开始并且切换至测量工作电极与对立电极之间的电流。
在一个实施例中，仪器的电子器件被编程成在两个最远的生物单元的外电极之间进行附加的测量。该值可以被用于计算“基线”，其从各个单元值中被减去以校正串扰。例如，参看图1，在测试部位140的内电极165与测试部位145、150的外电极之间可以进行两个电阻读取。同一过程可以针对每个测试部位140、145、150重复进行，并且每组读取值被用于计算针对相应的测试部位的基线。可选地，附加的电极可以被包括并被用于串扰的计算。可选地，除了测量电阻以外，还可以采用电压测量。
具有一体的生物传感器的诊断式多层干相测试条及其相关的方法的实施例的解释前面已经处于示意性和说明性的目的给出，并且这并不是全面的，并且并非将具有一体的生物传感器的诊断式多层干相测试条及其相关的方法限于所公开的特定形式。在不脱离具有一体的生物传感器的诊断式多层干相测试条及其相关的方法的精神和范围的前提下，本领域技术人员清楚多种改型和调整。

Claims (27)

1.一种具有一体的生物传感器的诊断式多层干相测试条，其用于测量流体试样中的一种以上的被测物，所述测试条包括：
(a)本体，其具有引入流体试样的端口；
(b)扩散层，其被构造成均匀地扩散通过所述端口所接收的流体试样；
(c)至少一个与所述扩散层流体连通的酶反应层；
(d)第一电极层，其与所述至少一个酶反应层流体连通，所述第一电极层针对每个酶反应层包括一组电极，每组电极适于与所述流体电相互作用，
其中，设有至少两个酶反应层，并且第一组阳极与第二组阴极之间的第一电阻被确定，并且第一组阳极与第一组阴极之间的第二电阻被确定，并且从第二电阻中减去第一电阻，以确定无串扰的电阻。
2.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述诊断式多层干相测试条还包括：
(e)电绝缘基层；
(f)多个在所述基层上形成的引线端子；
(g)多个电路路径，它们分别与所述引线端子相连；
其中，每组电极包括至少一个工作电极；至少一个对立电极；以及至少一个基准电极，其中所述基准电极相应地与所述多个电路路径相连。
3.根据权利要求2所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，第二电极层在所述酶反应层的顶部上形成，所述第二电极层承载多个在其上形成的引线端子；多个电路路径，它们相应地与所述引线端子相连；以及与每组电极对应的附加组的电极，每个附加组的电极相应地与所述电路路径相连。
4.根据权利要求3所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述第二电极层的导电表面朝向下，并且与所述酶反应层流体连通。
5.根据权利要求3所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述第二电极层的导电表面朝向上，并且与所述酶反应层流体连通。
6.根据权利要求3所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述第二电极层具有至少一个开口。
7.根据权利要求6所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述开口大致位于所述第二电极层的电极的中心。
8.根据权利要求7所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述第二电极层的电极是圆形的。
9.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，至少一个附加的功能层在所述至少一个酶反应层与所述扩散层之间形成。
10.根据权利要求9所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述附加的功能层是血液分离层。
11.根据权利要求9所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述附加的功能层是析出层。
12.根据权利要求9所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述附加的功能层是隔离层。
13.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述测试条包括位于测试条底部的窗，用于流体试样的光学分析。
14.根据权利要求13所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述窗与所述端口相对。
15.根据权利要求2所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述电绝缘基层是透明的。
16.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述至少一个酶反应层包含用于酶反应的电化学量化的化学品。
17.根据权利要求16所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述至少一个酶反应层包含用于酶反应的电化学与光学量化的化学品。
18.根据权利要求17所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述电化学与光学量化同时进行。
19.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述电极组的数量是在2与100之间。
20.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述电极组中的至少一个电极组被用作为电极/单元的基准组。
21.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述电极组中的至少一个电极组具有与另一电极组相同的测试特征。
22.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，媒剂被使用。
23.根据权利要求22所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所使用的媒剂是二茂铁(Fe(C5H5)2)。
24.根据权利要求22所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所使用的媒剂是钌配合物。
25.根据权利要求2所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，所述工作电极包含作为催化剂的Fe3O4，以消除对于媒剂的需要。
26.根据权利要求1所述的诊断式多层干相测试条，其特征在于，与至少两个酶反应层中的每个对应的这组电极包括第一组电极和第二组电极，第一组电极具有第一组阳极以及第一组阴极，并且第二组电极具有第二组阳极以及第二组阴极。
27.一种利用测试条确定流体试样中的一种以上被测物的方法，其中所述测试条包括本体，其具有用于引入流体试样的端口；扩散层，其被构造成均匀地扩散通过所述端口被接收的试样；至少一个与所述扩散层流体连通的酶反应层；以及与所述至少一个酶反应层流体连通的第一电极层，所述第一电极层针对每个酶反应层包括一组电极层，每组电极层适于与流体试样电相互作用，与至少两个酶反应层中的每个相对应的这组电极包括第一组电极和第二组电极，第一组电极具有第一组阳极和第一组阴极，第二组电极具有第二组阳极和第二组阴极，所述方法包括：
测量所述第一组阳极与所述第二组阴极之间的第一电阻；
测量所述第一组阳极与所述第一组阴极之间的第二电阻；
从所述第二电阻中减去所述第一电阻，以确定无串扰的电阻；以及
基于所述无串扰的电阻，确定被测物的浓度。
CN200980156888.5A 2009-01-23 2009-06-11 具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条 Active CN102317773B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14700109P 2009-01-23 2009-01-23
US61/147,001 2009-01-23
PCT/US2009/047106 WO2010085271A1 (en) 2009-01-23 2009-06-11 Diagnostic multi-layer dry phase test strip with integrated biosensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102317773A CN102317773A (zh) 2012-01-11
CN102317773B true CN102317773B (zh) 2015-03-11

Family

ID=41066309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980156888.5A Active CN102317773B (zh) 2009-01-23 2009-06-11 具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9632080B2 (zh)
EP (1) EP2387714B1 (zh)
CN (1) CN102317773B (zh)
PL (1) PL2387714T3 (zh)
WO (1) WO2010085271A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7684786B2 (en) * 2003-08-26 2010-03-23 Nokia Corporation Method and system for establishing a connection between network elements
EP2893027B1 (en) * 2012-09-06 2016-10-19 Roche Diabetes Care GmbH Improved matrix stability compositions and methods
US9939438B2 (en) 2012-10-23 2018-04-10 Robert Bosch Gmbh Sensor integration in lateral flow immunoassays and its applications
CN105122017B (zh) * 2013-03-15 2019-08-20 聚合物技术***公司 混合条
TWM467058U (zh) * 2013-05-10 2013-12-01 Rapha Bio Ltd 生化感測器
US20150068893A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-12 Joinsoon Medical Technology Co., Ltd. Biosensor test strip for biosensor test device
CN104749228B (zh) * 2013-12-30 2018-07-06 深圳先进技术研究院 同时检测血糖和血脂的试纸条及方法
GB2522426A (en) 2014-01-23 2015-07-29 Joanneum Res Forschungsgmbh Electrochemical and luminescent sensor structures integrated on common substrate
GB201419799D0 (en) * 2014-11-06 2014-12-24 Inside Biometrics Ltd A test device and method of using a test device
US10663379B2 (en) 2015-03-31 2020-05-26 Roche Molecular Systems, Inc. Plasma separation card
GB201511299D0 (en) * 2015-06-26 2015-08-12 Inside Biometrics Ltd Test device and method of using a test device
WO2017145420A1 (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 バイオセンサ
JP6126325B1 (ja) * 2016-02-25 2017-05-10 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 バイオセンサ
CN107389743B (zh) * 2017-06-14 2020-04-07 广州视源电子科技股份有限公司 一种血液测试仪器的测量精度检测方法以及血液测试仪器
IL260057B (en) 2017-06-15 2020-04-30 Filanovsky Boris Electrochemical detection of nitro-containing compounds
IL260058B (en) * 2017-06-15 2020-06-30 Filanovsky Boris Electrochemical detection of peroxide-containing compounds
WO2019012262A1 (en) * 2017-07-10 2019-01-17 Bailrigg Diagnostics Limited BIOMARKER SENSOR APPARATUS AND BIOMARKER MEASUREMENT METHOD IN BLOOD
CN107328830B (zh) * 2017-07-20 2019-09-20 浙江亿联康医疗科技有限公司 一种生物传感器
CN109916897A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 吉林省汇酉生物技术股份有限公司 一种定量测定甘油三酯浓度的干化学试剂片及其制备方法
CN110568045A (zh) * 2019-09-12 2019-12-13 浙江大学山东工业技术研究院 一种快速检测的电化学生物传感器
CN111521829B (zh) * 2020-04-29 2023-08-25 杭州恒升医学科技有限公司 一种糖化血红蛋白检测试纸及其检测糖化血红蛋白的方法
WO2023104927A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 Analog Devices International Unlimited Company Sensor assembly and method of manufacture

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140985A (en) * 1989-12-11 1992-08-25 Schroeder Jon M Noninvasive blood glucose measuring device
CN2372689Y (zh) * 1997-12-08 2000-04-05 美国生物医学有限公司 电流型生物传感器
CN1309294A (zh) * 2000-01-21 2001-08-22 松下电器产业株式会社 生物传感器
CN1337005A (zh) * 1999-11-22 2002-02-20 松下电器产业株式会社 胆固醇传感器和胆固醇的定量方法
WO2002063296A1 (en) * 2000-12-28 2002-08-15 Fernandez De Castro Aurora L Test strip for simultaneous detection of a plurality of analytes
CN101413941A (zh) * 2001-06-29 2009-04-22 Ipg501健康保健有限公司 血样的测试

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5312590A (en) * 1989-04-24 1994-05-17 National University Of Singapore Amperometric sensor for single and multicomponent analysis
DE3929032C2 (de) 1989-09-01 1998-09-03 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur Bestimmung von HDL-Cholesterin mittels eines Schnelldiagnostikums mit integriertem Fraktionierschritt
US5213964A (en) 1990-07-16 1993-05-25 Cholestech Corporation High-density lipoprotein solid-base precipitation assay method
US5213965A (en) 1990-07-16 1993-05-25 Cholestech Corporation Solid-phase precipitation assay device
US7758882B2 (en) * 2000-01-31 2010-07-20 Indiana University Research And Technology Corporation Composite biomaterial including anisometric calcium phosphate reinforcement particles and related methods
JP4057803B2 (ja) 2001-09-11 2008-03-05 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US6984307B2 (en) * 2001-10-05 2006-01-10 Stephen Eliot Zweig Dual glucose-hydroxybutyrate analytical sensors
EP1495335A2 (en) 2001-12-21 2005-01-12 Polymer Technology Systems, Inc. Test strip and method for determining hdl cholesterol concentration from whole blood or plasma
AU2002364609B2 (en) 2001-12-28 2008-04-03 Polymer Technology Systems, Inc. Test strip for determining concentration of multiple analytes in a single fluid sample
KR100698961B1 (ko) * 2005-02-04 2007-03-26 주식회사 아이센스 전기화학적 바이오센서
EP2017350A1 (de) * 2007-07-19 2009-01-21 F. Hoffmann-La Roche AG Elektrochemischer Sensor mit kovalent gebundenem Enzym
WO2009152373A1 (en) * 2008-06-13 2009-12-17 Polymer Technology Systems, Inc. Hybrid strip

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140985A (en) * 1989-12-11 1992-08-25 Schroeder Jon M Noninvasive blood glucose measuring device
CN2372689Y (zh) * 1997-12-08 2000-04-05 美国生物医学有限公司 电流型生物传感器
CN1337005A (zh) * 1999-11-22 2002-02-20 松下电器产业株式会社 胆固醇传感器和胆固醇的定量方法
CN1309294A (zh) * 2000-01-21 2001-08-22 松下电器产业株式会社 生物传感器
WO2002063296A1 (en) * 2000-12-28 2002-08-15 Fernandez De Castro Aurora L Test strip for simultaneous detection of a plurality of analytes
CN101413941A (zh) * 2001-06-29 2009-04-22 Ipg501健康保健有限公司 血样的测试

Also Published As

Publication number Publication date
EP2387714A1 (en) 2011-11-23
CN102317773A (zh) 2012-01-11
US9632080B2 (en) 2017-04-25
WO2010085271A1 (en) 2010-07-29
PL2387714T3 (pl) 2018-08-31
US20120037513A1 (en) 2012-02-16
EP2387714B1 (en) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102317773B (zh) 具有一体生物传感器的诊断式多层干相测试条
Sophocleous et al. A review of screen-printed silver/silver chloride (Ag/AgCl) reference electrodes potentially suitable for environmental potentiometric sensors
US10690608B2 (en) Sensor array
ES2707877T3 (es) Sensor desechable para la detección electroquímica de la hemoglobina
EP0512053A1 (en) Polarographic chemical sensor with external reference electrode
KR20170065015A (ko) 헤모글로빈 측정용 전기화학센서 및 그 제조방법
CN215894465U (zh) 用于检测肾功能指标的电化学测试条
CN109142490A (zh) 全固态钠离子选择性传感器及其制备和应用
US20120152764A1 (en) Hemoglobin-detecting electrode test strip and device comprising the same
US20190004000A1 (en) Sensor for analytes
WO2019010153A1 (en) POTENTIOSTAT CIRCUIT
JP2020516884A (ja) ナトリウム濃度およびクレアチニン濃度の定量的決定のための手段
Kaewket et al. Electrochemical detection of creatinine: exploiting copper (ii) complexes at Pt microelectrode arrays
US20230417730A1 (en) Method for detecting and/or quantifying a metal element in a biological liquid
TWM296369U (en) Electrochemistry biosensing test paper with interference eliminating function
JP2012026812A (ja) 電位差計測装置
BRPI1011116B1 (pt) Dispositivo de separação cromatográfica em papel associada à detecção eletroquímica, método de operação e uso do referido dispositivo
JPS63118652A (ja) 電気化学的試験具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant