Система и способ определения электрохимического аналита
Изобретение относится к средствам для определения аналита в биологических жидкостях. Согласно изобретению предложен способ определения концентрации глюкозы, измеряемой системой, имеющей тестовую полоску и измеритель с тестовой цепью, включающей в себя микропроцессор, причем способ содержит: подачу тестовой цепью первого тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом, покрытым слоем реагента, тестовой полоски и подачу второго тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом, покрытым слоем реагента; измерение первого тестового тока, второго тестового тока, третьего тестового тока и четвертого тестового тока на втором рабочем электроде после нанесения образца крови на тестовую полоску; измерение пятого тестового тока на первом рабочем электроде; определение концентрации глюкозы микропроцессором на основании первого, второго, третьего, четвертого и пятого тестовых токов; и сообщение о концентрации глюкозы, при этом первый тестовый ток измеряют от примерно 0,98 до примерно 1,00 секунды после начала измерения. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения за счет снижения гематокрит-зависимых отклонений. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.
Данная заявка претендует на преимущество приоритета в соответствии с § 119 и/или § 120 USC 35 на основании ранее поданной предварительной заявки на патент США за № 61/319.470, зарегистрированной 31 марта 2010 г.; эти заявки включены в настоящую заявку в полном объеме посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Электрохимические датчики давно применяются для определения наличия или измерения концентрации веществ в образцах жидкостей. Электрохимические датчики включают смесь реагентов, содержащую, по меньшей мере, один переносчик электронов (также называемый «медиатор электронов»), специфический для данного аналита биокаталитический белок (например, определенный фермент) и один или несколько электродов. В подобных датчиках используется процесс передачи электронов между медиатором электронов и поверхностями электрода, и принцип их работы заключается в измерении электрохимических окислительно-восстановительных реакций. Если датчик используется в составе электрохимической биосенсорной системы или устройства, отслеживание реакции передачи электронов производится по электрическому сигналу, который соответствует концентрации измеряемого аналита в образце жидкости.
Использование подобных электрохимических датчиков для определения аналитов в биологических жидкостях, например, в крови или продуктах крови, слезном секрете, моче и слюне, является важным, а в некоторых случаях - жизненно необходимым фактором для поддержания здоровья некоторых групп населения. Например, больным сахарным диабетом следует постоянно контролировать содержание определенных веществ в биологических жидкостях. Существует ряд систем, способных анализировать состав биологических жидкостей организма, например, крови, мочи или слюны, и позволяющих удобным образом контролировать уровень содержания в них конкретных веществ, например холестерина, белков и глюкозы. Пациентам, страдающим сахарным диабетом и заболеваниями поджелудочной железы, при которых недостаточная выработка инсулина препятствует правильному усвоению сахара, необходимо строго и ежедневно контролировать уровень глюкозы в крови. Постоянный контроль и регулирование уровня глюкозы помогает снизить у людей, страдающих диабетом, риск серьезного поражения зрения, нервной системы и почек.
На работу электрохимических биодатчиков может отрицательно воздействовать присутствие в крови некоторых компонентов, которые могут нежелательным образом влиять на процесс измерений и точность сигнала. Такая погрешность может привести к неточности показаний уровня глюкозы, и пациент может не узнать, например, о потенциально опасном уровне сахара в крови. Например, уровень гематокрита крови (то есть доля объема крови, занятая эритроцитам) может приводить к ошибке при измерении концентрации аналита.
Различия в уровне объема крови, занимаемого эритроцитами, могут приводить к колебаниям в уровнях глюкозы, измеряемых с помощью одноразовых электрохимических тестовых полосок. Как правило, отрицательная погрешность (то есть более низкая концентрация аналита при измерении) наблюдается при высоком гематокрите, а положительная погрешность (то есть более высокая концентрация аналита при измерении) наблюдается при низком гематокрите. Например, при высоком уровне гематокрита эритроциты могут препятствовать реакции энзимов и электрохимических медиаторов, уменьшать скорость химического растворения из-за уменьшенного объема плазмы, необходимой для сольватирования химических реактантов, и замедлять диффузию медиатора. В результате действия этих факторов показания уровня глюкозы будут меньше ожидаемых в связи с пониженным токообразованием в ходе электрохимической реакции. Напротив, при низком гематокрите на электрохимическую реакцию будет воздействовать меньшее количество эритроцитов, чем ожидается, поэтому измеряемый ток будет выше. Кроме того, гематокрит также влияет на сопротивление образца крови, что может повлиять на измерение напряжения и (или) тока.
Для снижения или устранения гематокрит-зависимых отклонений в измеряемых значениях уровня глюкозы применяются различные стратегии. Например, были разработаны тестовые полоски, содержащие сетки для удаления эритроцитов из образцов, либо различные соединения или составы, предназначенные для повышения вязкости эритроцитов и снижения влияния низкого гематокрита на определение концентрации. Тестовые полоски другого вида содержат лизирующие вещества и системы, предназначенные для определения концентрации гемоглобина с целью корректировки гематокрита. Кроме того, были разработаны биодатчики для измерения гематокрита путем оценки оптических колебаний после облучения образца крови светом или измерения гематокрита в зависимости от времени заполнения камеры образцом. Эти датчики, однако, имеют ряд недостатков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявители выявили потребность в системе и способе, которые позволяют точно определять уровни концентрации глюкозы и лишены недостатков, характерных для других способов, применяемых в данной области.
В свете вышеизложенного и согласно одному из аспектов изобретения предлагается способ управления системой измерения уровня аналита, состоящей из измерителя и тестовой полоски. Тестовая полоска имеет контрольный электрод, первый рабочий электрод и второй рабочий электрод, причем первый электрод покрыт слоем реагента. Измеритель имеет электрическую цепь для подачи тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом и для подачи второго тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом. Измеритель имеет также процессор обработки сигналов для измерения множества тестовых токов и расчета концентрации глюкозы в крови на основании тестовых токов. Способ содержит: подачу первого тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом; подача второго тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом; измерение первого тестового тока, второго тестового тока, третьего тестового тока и четвертого тестового тока на втором рабочем электроде после контакта тестовой полоски с образцом крови, содержащим аналит; измерение пятого тестового тока на первом рабочем электроде; определение концентрации глюкозы по первому, второму, третьему, четвертому и пятому тестовым токам; и сообщение о концентрации глюкозы.
В данном примере осуществления изобретения значение концентрации глюкозы может быть получено следующим образом:
где:
G - концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит;
I 1 - первый тестовый ток;
I 2 - второй тестовый ток;
I 3 - третий тестовый ток;
I 4 - второй тестовый ток;
I 5 - третий тестовый ток;
a и b - это параметры настройки, полученные опытным путем;
пересечение - это значение пересечения, определенное на основе линейной регрессии графика 
наклон - это значение наклона, определенное на основе линейной регрессии графика
В одном из вариантов осуществления изобретения, где первое и второе тестовые напряжения подаются на тестовую полоску непосредственно после обнаружения тестовой жидкости, первый параметр настройки a может иметь значение от примерно 9,5 до примерно 10,5, а второй параметр настройки b может иметь значение от примерно 10,5 до 11,5. В другом варианте осуществления, где первое и второе тестовые напряжения подаются на тестовую полоску после того, как тестовая жидкость некоторое время реагировала со слоем реагента, первый параметр настройки a может иметь значение от примерно 31,5 до примерно 32,5, а второй параметр настройки b может иметь значение от примерно 53,5 до 54,5.
В еще одном варианте осуществления предлагается способ определения тестового тока с поправкой на гематокрит при помощи системы, включающей тестовую полоску и измеритель. Метод состоит из следующих этапов: подача первого тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом, покрытым слоем реагента; подача второго тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом; измерения первого тестового тока, второго тестового тока, третьего тестового тока и четвертого тестового тока на втором рабочем электроде после контакта тестовой полоски с образцом крови, содержащим аналит; измерение пятого тестового тока на первом рабочем электроде и определение тестового тока с поправкой на гематокрит отношением первого тестового тока ко второму тестовому току с возведением в степень, а затем умножения этого коэффициента на пятый тестовый ток; при этом степень является функцией первого параметра настройки и второго параметра настройки.
В еще одном варианте осуществления предлагается система измерения аналита, предназначенная для измерения в физиологической жидкости пользователя по меньшей мере концентрации глюкозы. Система состоит из тестовой полоски и измерителя. Тестовая полоска имеет основу с электродом сравнения, первый электрод сравнения и второй электрод электрода; все они покрыты слоем реагента. Электроды соединены с соответствующими контактными площадками. Измеритель аналита имеет тестовую цепь, подключенную к порту тестовой полоски, принимающему контактные площадки тестовой полоски, благодаря чему измеритель обеспечивает подачу первого и второго тестовых напряжений соответственно на второй и первый рабочий электрод после нанесения на электроды физиологической жидкости и определение концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит по измеренным первому, второму, третьему, четвертому и пятому тестовым токам на первом, втором, третьем и пятом дискретных интервалах после подачи тестовых напряжений измерителя.
Перечисленные и иные варианты осуществления изобретения, их отличительные особенности и преимущества станут очевидны для специалистов в данной области после изучения приведенного ниже более подробного описания различных вариантов осуществления настоящего изобретения в сочетании с сопутствующими чертежами, которым предшествует краткое описание.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопутствующие чертежи, включенные в настоящую заявку и составляющие ее неотъемлемую часть, иллюстрируют считающиеся в настоящий момент предпочтительными варианты осуществления настоящего изобретения и, в сочетании с приведенным выше общим описанием и приводимым ниже подробным описанием, призваны разъяснить отличительные особенности описываемого изобретения (аналогичными номерами во всех описаниях на всех фигурах обозначаются аналогичные элементы системы).
На фиг.1A представлен в общем виде примерный вариант осуществления системы для измерения концентрации аналита.
На фиг.1B представлен примерный вариант монтажной платы электрических компонентов, встроенных в прибор для измерения аналита, показанный на фиг. 1A.
На фиг. 2 представлена тестовая полоска в разобранном виде, в перспективе, в одном из примерных вариантов осуществления.
На фиг. 3 представлен вид сверху тестовой полоски, показанной на фиг. 2, в одном из примерных вариантов осуществления.
На фиг. 4 представлена схема функциональных компонентов измерителя, показанного на фиг. 1А, образующих электрическое соединение с тестовой полоской, показанной на фиг. 2 и 3, в примерном варианте осуществления.
На фиг. 5 представлена блок-схема метода оценки концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит при помощи системы, показанной на фиг. 1А, в примерном варианте осуществления.
На фиг. 6А представлена схема, показывающая тестовые напряжения, подаваемые измерителем на тестовую полоску, в примерном варианте осуществления.
На фиг. 6B представлена схема, иллюстрирующая тестовые токи, возникающие при подаче тестовых напряжений, показанных на фиг. 6A, на тестовую полоску, в примерном варианте осуществления.
На фиг.7 представлен еще один примерный вариант осуществления метода оценки концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит при помощи системы, показанной на фиг.1A.
На фиг. 8A представлена схема, показывающая тестовые напряжения, подаваемые измерителем на тестовую полоску, в примерном варианте осуществления.
На фиг. 8B представлена схема, показывающая тестовые токи, возникающие при подаче тестовых напряжений, показанных на фиг. 8A, на тестовую полоску, в примерном варианте осуществления.
На фиг. 9 показан график погрешности тестовых данных, полученных по алгоритму конечного тока.
На фиг. 10 показан график погрешности тестовых данных, полученных методом, являющимся предметом настоящего изобретения, согласно которому тестовое напряжение подается на тестовую полоску, как показано на фиг. 6A.
На фиг. 11 показан график погрешности тестовых данных, полученных методом, являющимся предметом настоящего изобретения, согласно которому тестовое напряжение подается на тестовую полоску, как показано на фиг.7A.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ВАРИАНТОВ
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Приведенное ниже подробное описание следует изучать, опираясь на иллюстрации, на которых сходные элементы имеют единую систему цифрового обозначения. Приведенные фигуры, не обязательно выполненные в масштабе, показывают избранные варианты осуществления и ни в коей мере не призваны ограничить сферу действия настоящего изобретения. Приведенное подробное описание иллюстрирует принципы, на которых основано настоящее изобретения, через наглядные примеры, не ограничиваясь ими. Настоящее описание позволит специалисту в данной области изготовить и применять систему, составляющую предмет настоящего изобретения, и охватывает несколько вариантов осуществления, адаптаций, вариаций, альтернативных вариантов и возможных способов применения предмета настоящего изобретения, включая вариант реализации настоящего изобретения, считающийся лучшим на сегодняшний день.
На фиг.1A показана система (100) для измерения концентрации аналита; система (100) состоит из измерителя (102) и тестовой полоски (120). Измеритель (102) имеет дисплей (104), корпус (106), набор кнопок пользовательского интерфейса (108) и разъем (порт) для тестовой полоски (110). Кроме того, измеритель (102) имеет встроенную в корпус (106) электронную схему, согласно описанию фиг.1B ниже. Проксимальная часть тестовой полоски (120) вставляется в порт (разъем) для полоски (110). Дисплей (104) отображает (сообщает) концентрацию аналита, например, концентрацию глюкозы, и его можно использовать в качестве интерфейса пользователя для отображения инструкций по проведению теста. В контексте данного изобретения термин «сообщать» и вариации основного термина подразумевают, что информация может предоставляться пользователю, опекуну пользователя или медицинскому работнику в текстовой, аудио и визуальной форме, а также сочетанием этих способов оповещения. Набор кнопок пользовательского интерфейса (108) позволяет пользователю управлять прибором (102) путем навигации по программному обеспечению пользовательского интерфейса. Дисплей (104) может факультативно иметь подсветку.
Как показано на фиг. 1В, в корпусе (106) расположена печатная плата (150), снабженная микроконтроллером (162), подключенным к блоку памяти (154), тактовый генератор (156), операционным усилителем (158) и соединительным разъемом для дисплея (160). Операционный усилитель (158) и микроконтроллер (162) функционально подсоединены к разъему порта для тестовой полоски (152) с контактами (152a), (152b) и (152b) для обеспечения механического контакта с соответствующими токопроводящими дорожками, расположенными на тестовой полоске (120). Для координации обмена данными с другими устройствами управления данными предусмотрен беспроводной модуль приемопередатчика (164), обеспечивающий осуществление двунаправленной передачи данных, сохраненных в памяти (154) системы (100). На другой стороне печатной платы (150) установлен источник тока в виде аккумуляторной батареи (не показан). Кроме того, может иметься также порт передачи данных. Следует отметить, что измерительная система (100) имеет удобные для работы размеры и конфигурацию, а приемопередатчик (164) можно применять как с беспроводной сетью малой дальности (например, BlueTooth или Wi-Fi и им подобные), так и с беспроводной сетью большей дальности (например, GSM, CDMA, 3G и им подобные).
Микроконтроллер (162) может быть подключен к порту полоски (152), к цепи операционного усилителя (158), к первому беспроводному модулю (164), дисплею (104), энергонезависимой памяти (154), тактовому генератору (156), порту передачи данных и кнопкам интерфейса пользователя (108). С помощью кнопок, приемопередатчика или измерительной цепи для глюкозы можно вводить данные, касающиеся концентрации аналита, и в контексте уровней концентрации аналита значения, дополненные информацией о повседневном образе жизни пользователя. Информация, связанная с повседневным образом жизни человека, может касаться приема пищи и медицинских препаратов, регулярности проведения медицинских осмотров, а также общего состояния здоровья и уровня физической активности человека в контексте значений концентрации аналита в крови пользователя в определенное время суток или недели.
Цепь операционного усилителя (158) может состоять из двух или более операционных усилителей, предусматривающих обеспечение с одной стороны функцию регулирования напряжения, а с другой стороны - функцию измерения силы тока. Регулирующая функция проявляется при подаче тестового напряжения между по меньшей мере двумя электродами тестовой полоски. Токоизмерительная функция проявляется при измерении силы тока, возникающего в результате подачи тестового напряжения на тестовую полоску (120). Измерение силы тока может проводиться с использованием преобразователя ток-напряжение. Микроконтроллер (162) может иметь вид микропроцессора комбинированного типа (MSP), например, Texas Instrument MSP430F2419. Микропроцессор MSP430F2419 производства Texas Instrument может предусматривать частичное выполнение как регулирующей функции, так и функции измерения силы тока. Кроме того, микропроцессор MSP430F2419 может иметь энергозависимую либо энергонезависимую память. В другом варианте осуществления изобретения электронные компоненты системы могут быть интегрированы с микроконтроллером в форме специализированной интегральной схемы (ASIC).
Порт (разъем) для тестовой полоски (152) может предусматривать возможность образования электрического контакта с тестовой полоской. Разъем для подключения дисплея (160) может предусматривать возможностью подключения дисплея (104). Дисплей (104) может представлять собой жидкокристаллический экран, предназначенный для отображения измеренных значений уровня глюкозы и упрощения ввода сведений, связанных с образом жизни пользователя, а также управления графическими данными, наглядными результатами и видеоматериалами. Дисплей (104) также может предусматривать функцию подсветки. Порт передачи данных может принимать соответствующий разъем, подключенный к соединительному кабелю, позволяя присоединить измерительную систему (100) к внешнему устройству, такому как персональный компьютер. Функцию порта передачи данных может выполнять любой порт, обеспечивающий передачу данных, например, последовательный, USB или параллельный порт. Тактовый генератор (156) может предусматривать возможность измерения времени и представлять собой кварцевый кристалл.
На фиг. 2 и 3 показан примерный вариант конструкции тестовой полоски (120) в развертке и в сборе (вид сверху) с семью слоями, нанесенными на основу (205). Семь слоев, нанесенных на основу (205), представляют собой проводящий слой (250), изолирующий слой (216), слой реагента (218), адгезивный (клеевой) слой (260), гидрофильный слой (270) и верхний слой (280). Тестовая полоска (120) может быть изготовлена в несколько этапов, с последовательным нанесением на основу (205) проводящего слоя (250), изолирующего слоя (216), слоя реагента (218) и адгезивного слоя (260), например, способом трафаретной печати. Гидрофильный слой (270) и наружный слой (280) могут быть наложены из рулона с последующим ламинированием на основу (205) либо одновременно, либо в виде отдельных слоев. Тестовая полоска (120) имеет дистальный участок (203) и проксимальный участок (204), показанные на фиг. 2.
Тестовая полоска (120) имеет камеру для приема образца (292), предназначенную для введения образца крови. Камера для приема образца (292) имеет впускное отверстие на проксимальном конце тестовой полоски (120). Выходное, или вентиляционное, отверстие, находится на уровне гидрофильного слоя (270), как будет показано ниже. Образец крови вводится через впускное отверстие и заполняет приемную камеру (292) для измерения концентрации аналита. Боковые кромки вырезаемой части адгезивного слоя (260), граничащие со слоем реагента (218), определяют стенки приемной камеры для образца (292), как показано на фиг. 2. Нижняя часть, или «дно», камеры для приема образцов (292) образуется частью основы (205), проводящего слоя (250) и изолирующего слоя (216). Верхняя часть, или «крыша», камеры для приема образцов (292) образуется дистальным участком с гидрофильным покрытием (282).
В тестовой полоске (120), как показано на фиг. 2, основа (205) может выполнять функцию базы для удержания последующих слоев. Основа (205) может представлять собой полиэфирный лист, например, из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Основа (205) может поставляться в рулоне номинальной толщиной 350 микрон, шириной 370 миллиметров и длиной приблизительно 60 метров.
Проводящий слой (250) необходим для формирования электродов, которые применяются для электрохимического измерения уровня глюкозы. Проводящий слой (250) может быть изготовлен из угольной краски, нанесенной способом трафаретной печати на основу (205). В процессе трафаретной печати угольную краску наносят на трафарет, а затем прокатывают трафарет при помощи валика. Нанесенную таким образом угольную краску можно высушить горячим воздухом при температуре приблизительно 140ºC. В состав угольной краски может входить смола VAGH, газовая сажа, графит и один или несколько растворителей для смеси смолы, сажи и графита. В частности, в угольную краску может входить в соответствующей пропорции газовая сажа: смола VAGH в угольной краске.
В тестовой полоске (120), как показано на фиг. 2, проводящий слой (250) может включать электрод сравнения (210), первый рабочий электрод (212), второй рабочий электрод (214), контрольную контактную площадку (211), первую контактную площадку (213), вторую контактную площадку (215), дорожку электрода сравнения (207), дорожку первого рабочего электрода (208) и дорожку второго рабочего электрода (209). В варианте осуществления изобретения, представленном на фиг. 2, электрод сравнения (210) находится между первым рабочим электродом (212) и вторым рабочим электродом (214), так что перекрестная связь между первым и вторым рабочими электродами (212) и (214) сведена к минимуму.
Проводящий слой (250) может быть сформирован из угольной краски. Контрольная контактная площадка (211), первая контактная площадка (213) и вторая контактная площадка (215) предусматривают возможность электрического подключения к измерителю. Дорожка электрода сравнения (207) образует электрически непрерывный путь от электрода сравнения (210) к контрольной контактной площадке (211). Аналогичным образом, дорожка первого рабочего электрода (208) образует электрически непрерывный путь от первого рабочего электрода (212) до первой контактной площадки (213). Аналогичным образом, дорожка второго рабочего электрода (209) образует электрически непрерывный путь от второго рабочего электрода (214) до второй контактной площадки (215).
Изолирующий слой (216) может иметь прорезь (217), обнажающую часть электрода сравнения (210), первого рабочего электрода (212) и второго рабочего электрода (214), обеспечивая их смачивания образцом жидкости. Зона первого рабочего электрода (212), второго рабочего электрода (214) и электрода сравнения (210) может быть определена как зона, открытая для контакта с жидким образцом. Кроме функции определения зоны электрода, изолирующий слой (216) препятствует контакту жидкого образца с дорожками электродов (207), (208) и (209). Считается необходимым точное определение функциональной площади рабочего электрода, поскольку амплитуда тестового тока прямо пропорциональна эффективной площади электрода. Например, изолирующий слой (216) может состоять из краски Ercon E6110-116 Jet Black Insulayer™, предлагаемой к продаже компанией Ercon, Inc. Тестовая полоска может пройти плазменную обработку. Плазма создается переменным током высокого напряжения при атмосферной температуре и атмосферном давлении. Образующаяся плазма, состоящая из ионизированных высокоэнергетических частиц, уносится потоком воздуха и воздействует на основу. Обработка плазмой применяется для изменения поверхности электродов на угольной основе, изготовленных методом трафаретной печати. Считается, что изменение поверхности увеличивает электрохимическую активность угольной поверхности и поверхностную энергию нанесенных слоев, что способствует лучшей адгезии между ними и слоями, нанесенными в дальнейшем. Кроме того, считается, что обработка плазмой улучшает электрохимические свойства угольной поверхности, оптимизируя реакцию с медиатором, которая является частью реакции в цикле измерения.
Слой реагента (218) наносится на участок проводящего слоя (250) и изолирующего слоя (216), как показано на фиг. 2. В одном из вариантов осуществления два перекрывающихся слоя реагента могут быть нанесены на участок проводящего слоя (250) и изолирующего слоя (216).
Слой реагента (218) может содержать химические вещества, такие как энзим и медиатор, которые селективно реагируют с исследуемым аналитом, а также буфер для поддержания необходимого уровня pH. Например, если в образце крове необходимо определить содержание глюкозы, то слой реагента (218) может содержать энзим и медиатор, а также другие компоненты, функционально необходимые для правильной работы системы. Слой энзимного реагента (218) может включать, например, глюкозооксидазу, тринатрий цитрат, лимонную кислоту, поливиниловый спирт, гидроксильную этилцеллюлозу, гексацианожелезо-кислый калий, противовспениватель, кабосил, сополимер винилпирролидона и винилацетат (PVPVA) и воду.
Примеры энзимов, применяющихся в слое реагента, включают глюкозооксидазу, дегидрогеназу глюкозы с пирролохинолинхиноном (PQQ) в качестве кофактора и дегидрогеназу глюкозы с флавинадениндинуклеотидом (FAD) в качестве кофактора. Примеры медиаторов, применимых в рамках настоящего изобретения, для использования в слое активного реагента включают феррицианид, который в данном случае находится в окисленной форме. Слой реагента может предусматривать физическое преобразование глюкозы в энзимный побочный продукт и в ходе этого процесса генерировать определенное количество восстановленного медиатора (например, ферроцианида) пропорционально значению концентрации глюкозы. Дальнейшая информация о слоях реагента и общее описание аналитических тестовых полосок на электрохимической основе приводятся в патенте США № 6241862, содержание которого включено в настоящую заявку в полном объеме посредством ссылки.
В одном из вариантов осуществления изобретения площадь слоя реагента (218) достаточно велика, чтобы покрыть всю зону электрода сравнения (210), первого рабочего электрода (212) и второго рабочего электрода (214). Слой реагента (218) имеет ширину и длину, достаточную для покрытия как минимум площади самого большого электрода, который может применяться в тестовой полоске (120). Ширина слоя реагента (218) может быть около 2 мм, что более чем в два раза превышает ширину прямоугольной прорези (217).
Адгезивный слой (260) включает первую контактную площадку (262), вторую контактную площадку (264) и третью контактную площадку (266) и может быть нанесен на тестовую полоску (120) после нанесения слоя реагента (218). Участки адгезивного (клеевого) слоя (260) могут быть расположены так, чтобы касаться слоя реагента (218) или частично накладываться на него. Адгезивный слой (260) может включать акриловый сополимер на водной основе, чувствительный к давлению, доступный для приобретения в торговой сети. Адгезивный слой (260) наносится на участок изолирующего слоя (216), проводящего слоя (250) и основы (205). Адгезивный слой (260) соединяет гидрофильный слой (270) с тестовой полоской (120).
Гидрофильный слой (270) включает дистальный гидрофильный участок (272) и проксимальный гидрофильный участок (274), как показано на фиг. 2. Между дистальным гидрофильным участком (272) и проксимальным гидрофильным участком (274) имеется зазор (276). Зазор (276) служит в качестве бокового вентиляционного отверстия для воздуха при заполнении кровью камеры для приема образцов (292) (см. фиг. 3). Гидрофильный слой (270) может быть представлен полиэфирным материалом с одной гидрофильной поверхностью, например антивуалентным покрытием, поставляемым 3M.
Последний слой, наносимый на тестовую полоску (120), представляет собой наружный слой (280), показанный на фиг. 2. Наружный слой (280) может иметь прозрачный участок (282) и матовый участок (284). Наружный слой (280) нанесен и приклеен на гидрофильный слой (270). Наружный слой (280) может состоять из полиэфира с односторонне нанесенным клеевым покрытием. Необходимо отметить, что прозрачная часть (282) значительно перекрывает дистальную гидрофильную часть (272), благодаря чему пользователь может визуально контролировать надлежащее заполнение камеры для приема образца (292). Матовый участок (238) позволяет пользователю наблюдать контраст между окрашенной жидкостью, например кровью, внутри камеры для образца (292), и матовым участком (284).
На фиг. 4 показана упрощенная схема измерителя (102), соединенного с тестовой полоской (120). Измеритель (102) включает соединитель электрода сравнения (180), соединитель первого электрода (182) и соединитель второго электрода (184), которые соответственно образуют электрическое соединение с контактом электрода сравнения (211), контактом первого электрода (213) и контактом второго электрода (215). Три указанных соединителя составляют часть разъема (порта) для тестовой полоски (110). При проведении испытания первый источник тестового напряжения (186) (из цепи на фиг. 1B) подает тестовое напряжение V WE2 между вторым рабочим электродом (214) и электродом сравнения (210). После подачи тестового напряжения V WE2 измеритель (102) измеряет тестовый ток I WE2 на втором рабочем электроде. Аналогичным образом, второй источник тестового напряжения (188) (из цепи на фиг. 1B) подает тестовое напряжение V WE1 между первым рабочим электродом (212) и электродом сравнения (210). После подачи тестового напряжения V WE1 измеритель (102) измеряет тестовый ток I WE1. В одном из вариантов осуществления изобретения тестовое напряжение V WE2 и второе тестовое напряжение V WE1 могут быть приблизительно равными.
Опираясь на фиг. 5, ниже будет описан способ (300) определения концентрации аналита (например, глюкозы) с поправкой на гематокрит с помощью вышеуказанных вариантов реализации измерителя (102) и тестовой полоски (120).
Примерный вариант осуществления этапа (310) предусматривает наличие измерителя (102) и тестовой полоски (120). Измеритель (102) содержит электронную схему, которая используется для подачи первого и второго тестового напряжения на тестовую полоску, и для измерения тока, проходящего через, соответственно, второй рабочий электрод (214) и первый рабочий электрод (212). Кроме того, измеритель (102) также имеет процессор обработки сигналов с набором инструкций по методу определения концентрации аналита в образце жидкости, описанному в настоящем документе. В одном из вариантов осуществления изобретения аналитом является глюкоза крови.
На фиг. 6A представлен примерный график изменения тестового напряжения, подаваемого на тестовую полоску (120). Перед тем как нанести образец жидкости на тестовую полоску (120), тестовый измеритель (102) переводится в режим определения жидкости, в котором первое тестовое напряжение величиной приблизительно 400 милливольт подается между вторым рабочим электродом (214) и электродом сравнения (210). Желательно одновременно подать второе тестовое напряжение величиной около 400 милливольт между первым рабочим электродом (212) и электродом сравнения (210). Как вариант, второе тестовое напряжение может быть подано единовременно, так, чтобы интервал приложения первого тестового напряжения накладывался на временной интервал подачи второго тестового напряжения. Тестовый измеритель проводит в режиме определения жидкости период времени определения жидкости t FD, после чего происходит определение физиологической жидкости в момент времени t 0. В режиме определения жидкости тестовый измеритель (120) распознает факт нанесения жидкости на тестовую полоску (120) на этапе (320) в примерном варианте осуществления, когда жидкость смачивает второй рабочий электрод (214) и электрод сравнения (210). После распознания тестовым измерителем (120) факта применения физиологической жидкости (например, по ощутимому увеличению измеренного тестового тока на втором рабочем электроде (214)) тестовый измеритель (120) присваивает маркер «ноль секунд» по времени t 0 и начинает отсчет тестового временного интервала t T. По завершении тестового временного интервала t T тестовое напряжение снимается. Для упрощения понимания на фиг. 6A показано только первое тестовое напряжение, подаваемое на тестовую полоску (120).
На фиг. 6B приведен пример графика нестационарных токов (т.е. отклик измеренного электрического тока в наноамперах в зависимости от времени), которые измеряются, когда тестовые напряжения, приведенные на фиг. 6A, подаются на тестовую полоску (120). Тестовые токи I i, полученные из нестационарных токов, как правило, указывают на концентрацию аналита в образце, как будет описано в примерном варианте осуществления этапа (370) ниже. Как показано на фиг. 5 и 6A, в примерном варианте осуществления этапа (330) в момент времени t 0 происходит подача первого тестового напряжения между вторым рабочим электродом (214) и электродом сравнения (210) и подача второго тестового напряжения между первым рабочим электродом (212) и электродом сравнения (210). В примерном варианте осуществления этапа (340) первый тестовый ток I 1, второй тестовый ток I 2 , третий тестовый ток I 3 и четвертый тестовый ток I 4 измеряются в моменты времени t 2, t 3, t 4 и t 5, соответственно, на втором рабочем электроде (214). Эти значения токов I i, где i=1, 2, 3, 4 … n, сохраняются или регистрируются в блоке памяти измерителя для последующего анализа. В примерном варианте осуществления этапа (340) происходит также измерение пятого тестового тока I 5 в момент времени t 6 на первом рабочем электроде (212). Первое и второе тестовые напряжения, подаваемые на тестовую полоску (120), как правило, имеют величину от примерно +100 милливольт до примерно +600 милливольт. В одном из вариантов осуществления изобретения, когда электроды выполнены из угольной краски, а медиатор - из феррицианида, тестовое напряжение составило +400 милливольт. Для других комбинаций материалов медиатора и электродов могут потребоваться другие тестовые напряжения. Продолжительность подачи тестового напряжения составляет обычно от примерно 2 до примерно 4 секунд после некоторого периода реакции, как правило - около 3 секунд после периода реакции. Как правило, время t i отсчитывают относительно момента времени t 0. На практике каждое тестовое значение тока I i представляет собой усредненное значение для набора измерений, полученных за короткий промежуток времени, например, для пяти измерений, полученных с интервалом в 0,01 секунды, начиная от момента t i+1, где i принимает значения от 1 до как минимум 6.
Как показано на фиг. 5, в примерном варианте осуществления этапа (350) концентрацию глюкозы с поправкой на гематокрит можно определить по следующей формуле:
(1)
где:
G - концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит;
I 1 - первый тестовый ток;
I 2 - второй тестовый ток;
I 3 - третий тестовый ток;
I 4 - четвертый тестовый ток;
I 5 - пятый тестовый ток;
a и b - это параметры настройки, полученные опытным путем;
пересечение - это значение пересечения, определенное на основе линейной регрессии графика 
наклон - это значение наклона, определенное на основе линейной регрессии графика
В одном из вариантов осуществления изобретения первый тестовый ток I 1 может быть измерен в период от примерно 0,98 секунды до примерно 1,00 секунды с момента t 0; второй тестовый ток I 2 может быть измерен в период от примерно 1,98 секунды до примерно 2,00 секунд с момента t 0; третий тестовый ток I 3 может быть измерен в период от примерно 2,43 секунды до примерно 2,45 секунды с момента t 0; четвертый тестовый ток может быть измерен в период от примерно 2,61 секунды до 2,63 секунды с момента t 0, а пятый тестовый ток может быть измерен в период от примерно 2,70 секунды до примерно 2,72 секунды с момента t 0.
В одном из вариантов осуществления изобретения a является первым параметром настройки в диапазоне от примерно 9,9 до примерно 10,2, а b является вторым параметром настройки в диапазоне от примерно 10,8 до примерно 11,2.
В примерном варианте осуществления этапа (360) концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит затем сообщается на дисплее измерителя (102).
Опираясь на фиг. 7, ниже предлагается описание еще одного метода (400) для определения концентрации аналита (например, глюкозы) с поправкой на гематокрит с помощью вышеупомянутого измерителя (102) и тестовой полоски (120).
Примерный вариант осуществления этапа (410) предусматривает наличие измерителя (102) и тестовой полоски (120). Измеритель (102) содержит электронную схему, которая использует для подачи первого и второго тестового напряжения на тестовую полоску, и для измерения тока, проходящего через, соответственно, второй рабочий электрод (214) и первый рабочий электрод (212). Кроме того, измеритель (102) также имеет процессор обработки сигналов с набором инструкций по методу определения концентрации аналита в образце жидкости, описанному в настоящем документе. В одном из вариантов осуществления изобретения аналитом является глюкоза крови.
На фиг. 8A представлен примерный график изменения тестового напряжения, подаваемого на тестовую полоску (120). Перед тем как нанести образец жидкости на тестовую полоску (120), тестовый измеритель (102) переводится в режим определения жидкости, в котором первое тестовое напряжение величиной приблизительно 400 милливольт подается между вторым рабочим электродом (214) и электродом сравнения (210). Также подается второе тестовое напряжение величиной около 400 милливольт между первым рабочими электродом (212) и электродом сравнения (210). В примерном варианте осуществления этапа (420) образец жидкости наносится на тестовую полоску (100) в момент времени t 0 и реагирует со слоем реагента (218) в течение периода реакции t R. Присутствие образца в реакционной зоне тестовой полоски (120) определяется путем измерения тока, проходящего через второй рабочий электрод (214). Начало периода реакции t R определяется как момент, когда ток, проходящий через второй рабочий электрод (214), достигает нужной величины, обычно около (150) наноампер (не показано); в этот момент тестовое напряжение величиной примерно ноль милливольт направляется между вторым рабочим электродом (214) и электродом сравнения (210), первым рабочим электродом (212) и электродом сравнения (210). Период реакции t R обычно составляет от приблизительно 2 до приблизительно 4 секунд с начала измерения, обычно - приблизительно 3 секунды от начала измерения, то есть от момента t1. В примерном варианте осуществления этапа (430) по окончании периода реакции t R первое и второе контрольное напряжения направляются на тестовую полоску (120) в период времени t 1 на весь тестовый период t T. Для упрощения понимания на фиг. 8A показано только первое напряжение, поданное на тестовую полоску (120).
На фиг. 8B приведен пример графика нестационарных токов, которые измеряются, когда тестовые напряжения, приведенные на фиг. 8A, подаются на тестовую полоску (120). Тестовые токи I i, полученные из нестационарных токов, как правило, указывают на концентрацию аналита в образце, как будет описано в примерном варианте осуществления этапа (470) ниже. Как показано на фиг. 7 и 8A, в примерном варианте осуществления этапа (440), после подачи первого и второго тестового напряжения на тестовую полоску (120) в момент времени t 1 происходит изменение первого тестового тока I 1, второго тестового тока I 2, третьего тестового тока I 3 и четвертого тестового тока I 4 в моменты времени t 2, t 3, t 4 и t 5, соответственно, на втором рабочем электроде (214). В примерном варианте осуществления этапа (440) происходит также измерение пятого тестового тока I 5 в момент времени t 6 на первом рабочем электроде (212). Первое и второе тестовые напряжения, подаваемые на тестовую полоску (120), как правило, имеют величину от примерно +100 милливольт до примерно +600 милливольт. В одном из вариантов осуществления изобретения, когда электроды выполнены из угольной краски, а медиатор - из феррицианида, испытательное напряжение составило +400 милливольт. Для других комбинаций материалов медиатора и электродов могут потребоваться другие тестовые напряжения. Продолжительность подачи тестового напряжения составляет обычно от примерно 4 до примерно 6 секунд после некоторого периода реакции, как правило - около 5 секунд после периода реакции. Как правило, время t i отсчитывают относительно момента времени t 1. На практике каждое тестовое значение тока I i представляет собой усредненное значение для набора измерений, полученных за короткий интервал времени, например, для пяти измерений, полученных с интервалами в 0,01 секунды, начиная от момента t i+1, где I принимает значения от 1 до 6.
Как показано на фиг. 7, в примерном варианте осуществления этапа (470) концентрацию глюкозы с поправкой на гематокрит можно определить в соответствии с уравнением 1, как описано выше.
В одном из вариантов осуществления изобретения первый тестовый ток I 1 может быть измерен в период от примерно 3,37 секунды до примерно 3,39 секунды после периода реакции t R; второй тестовый ток I 2 может быть измерен в период от примерно 3,46 секунды до примерно 3,48 секунды после периода реакции t R; третий тестовый ток I 3 может быть измерен в период от примерно 3,54 секунды до примерно 3,56 секунды после периода реакции t R; четвертый тестовый ток может быть измерен в период от примерно 4,05 секунды до примерно 4,07 секунды после периода реакции t R, а пятый тестовый ток может быть измерен в период от примерно 4,08 до примерно 4,10 секунды после периода реакции t R.
В одном из вариантов осуществления изобретения a является первым параметром настройки в диапазоне от примерно 31 до примерно 33, а b является вторым параметром настройки в диапазоне от примерно от 53 до примерно 55.
В примерном варианте осуществления этапа (480) концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит затем сообщается на дисплее измерителя (102).
Пример 1. Определение концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит без ожидания периода реакции, в течение которого образец жидкости реагирует со слоем реагента
Группа тестовых полосок была испытана на 2118 образцах цельной крови с тремя разными уровнями концентрации глюкозы (50 мг/дл, 240 мг/дл и 450 мг/дл) и уровнями гематокрита от 30 до 55%. Тестовые токи были измерены на втором рабочем электроде в моменты времени 0,99, 1,99, 2,44 и 2,62 секунды, а на первом рабочем электроде - в момент времени 2,71 секунды. Концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит была измерена для каждого значения, как описано ранее для метода (300) (т.е. без ожидания периода реакции до подачи тестовых напряжений). Полученные опытным путем параметры настройки a и b, имеющие значения от 10,05 до 10,99 соответственно, были использованы в уравнении 1 для определения концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит наряду с полученным опытным путем значением наклона 0,0136 и пересечения 0,312.
Была также получена концентрация глюкозы без поправки на гематокрит на основе анализа более двух тысяч образцов цельной крови (конкретно около 2122 образцов) с тремя различными уровнями концентрации глюкозы (50 мг/дл, 240 мг/дл и 450 мг/дл) и уровнями гематокрита от 30 до 55%. Использовалась та же группа тестовых полосок. Тестовый ток продолжительностью 5 секунд (далее называемый «конечным током») измерялся и регистрировался для каждого образца. Затем концентрация глюкозы без поправки на гематокрит была определена по таблице калибровочных кривых, сохраненной в памяти измерителя. Калибровочная кривая может быть получена по данным конечного тока путем построения графика конечного тока на основе измерений контрольного прибора.
Пример 2. Определение концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит, с ожиданием периода реакции, в течение которого образец жидкости реагирует со слоем реагента
Та же группа тестовых полосок, что и примере 1, была испытана на примерно 2150 образцах цельной крови с тремя разными уровнями концентрации глюкозы (50 мг/дл, 240 мг/дл и 450 мг/дл) и уровнями гематокрита примерно от 30 до 55%. Тестовые токи были измерены на втором рабочем электроде в моменты времени примерно 3,4; 3,5; 3,6 и 4,1 секунды, а на первом рабочем электроде - в момент времени 4,1 секунды. Концентрация глюкозы с поправкой на гематокрит была измерена для каждого значения, как описано выше для метода (400) (т.е. с ожиданием периода реакции до подачи тестовых напряжений). Полученные опытным путем параметры настройки a и b, имеющие значения, соответственно, 32,03 и 53,96, были использованы в уравнении 1 для определения концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит наряду с полученным опытным путем значением наклона примерно 0,0103 и пересечения примерно 0,377.
Затем для каждого уровня концентрации глюкозы рассчитывалась погрешность, которая является оценочным значением относительной погрешности в измерении глюкозы. Измерение выполнялось тремя методами, описанными в примерах 1 и 2 (т.е. по конечному току, методом (300) и методом (400)). Погрешность для каждого значения концентрации глюкозы определялось по уравнениям вида:
погрешность абс =G расчетная -G контр. для Gконтр ниже 75 мг/для глюкозы и
для Gконтр. больше или равна 75 мг/для глюкозы
где погрешность абс - это абсолютная погрешность,
погрешность % - это относительная погрешность,
G расчетная - это концентрация глюкозы, определенная одним из трех методов, описанных в примерах 1 и 2, а
G контр. представляет собой контрольный уровень концентрации глюкозы.
На фиг. 9, 10 и 11 показаны графики погрешность относительно процентного уровня гематокрита. На фиг. 9 показан график погрешности данных, где для определения концентрации глюкозы применялся конечный ток. На фиг. 10 показан график погрешности данных, определенных методом (300) (т.е. без ожидания периода реакции до применения тестовых напряжений). На фиг. 11 показан график погрешности данных, определенных методом (400) (т.е. с ожиданием периода реакции до применения тестовых напряжений).
Данные фиг. 9, 10 и 11 могут также быть представлены в процентном отношении, с учетом различных критериев погрешности согласно ISO (Международной организации стандартов), как показано в Таблице 1 ниже.
| Таблица 1 Обобщенные результаты погрешности |
|||
| Критерии погрешности по стандарту ISO приблизительно (%) | Процент данных, соответствующих критериям погрешности для алгоритма конечной точки | Процент данных, соответствующих критериям погрешности для метода 300 | Процент данных, соответствующих критериям погрешности для метода 400 |
| +/-20 | 96,7 | 100 | 99,7 |
| +/-15 | 84,0 | 97,4 | 96,0 |
| +/-10 | 68,4 | 85,7 | 83,3 |
Данные в таблице 1 указывают на увеличение процента данных, подпадающих под каждый критерий погрешности ISO при использовании методов (300) и (400) для корректировки данных с учетом воздействия гематокрита.
Итак, система и способы, описанные и проиллюстрированные в настоящем документе, могут быть использованы для определения концентрации глюкозы с поправкой на гематокрит. Таким образом, считается, что результаты измерения уровня глюкозы, полученные с использованием примера системы и способа, составляющих предмет настоящего изобретения, являются более точными.
Хотя настоящее изобретение было описано в терминах конкретных вариантов осуществления и иллюстрирующих их фигур, специалисту в данной области очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления и иллюстрирующими их фигурами. Кроме того, специалист в данной области сможет определить, что в тех случаях, когда описанные способы и этапы осуществления предписывают выполнение определенных действий в определенном порядке, последовательность некоторых этапов может быть изменена, причем подобные изменения будут рассматриваться как возможные варианты осуществления настоящего изобретения. Кроме того, при наличии такой возможности некоторые этапы могут выполняться одновременно в рамках параллельного процесса, а также последовательно согласно приведенному выше описанию. Таким образом, в той мере, в какой описываемое изобретение предполагает наличие вариантов осуществления, которые соответствуют смыслу описываемого изобретения либо по содержанию эквивалентны пунктам формулы изобретения, настоящий патент призван также охватить все подобные варианты.
1. Способ определения концентрации глюкозы, измеряемой системой, имеющей тестовую полоску и измеритель с тестовой цепью, включающей в себя микропроцессор, причем способ содержит:
подачу тестовой цепью первого тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом, покрытым слоем реагента, тестовой полоски и подачу второго тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом, покрытым слоем реагента;
измерение первого тестового тока, второго тестового тока, третьего тестового тока и четвертого тестового тока на втором рабочем электроде после нанесения образца крови на тестовую полоску;
измерение пятого тестового тока на первом рабочем электроде;
определение концентрации глюкозы микропроцессором на основании первого, второго, третьего, четвертого и пятого тестовых токов; и
сообщение о концентрации глюкозы,
при этом первый тестовый ток измеряют от примерно 0,98 до примерно 1,00 секунды после начала измерения.
2. Способ по п. 1, в котором электрод сравнения, первый и второй рабочие электроды расположены в одной плоскости.
3. Способ по п. 1, в котором второй ток измеряют от примерно 1,98 до примерно 2,00 секунды после начала измерения.
4. Способ по п. 1, в котором третий ток измеряют от примерно 2,43 до примерно 2,45 секунды после начала измерения.
5. Способ по п. 1, в котором четвертый ток измеряют от примерно 2,61 до примерно 2,63 секунды после начала измерения.
6. Способ по п. 1, в котором пятый ток измеряют от примерно 2,70 до примерно 2,72 секунды после начала измерения.
7. Способ по п. 1, в котором первый тестовый ток измеряют от примерно 3,37 до примерно 3,39 секунды после периода времени реакции.
8. Способ по п. 1, в котором второй ток измеряют от примерно 3,46 до примерно 3,48 секунды после периода времени реакции.
9. Способ по п. 1, в котором третий ток измеряют от примерно 3,54 секунды до примерно 3,56 секунды после периода времени реакции.
10. Способ по п. 1, в котором четвертый ток измеряют от примерно 4,05 до примерно 4,07 секунды после периода времени реакции.
11. Способ по п. 1, в котором пятый ток измеряют от примерно 4,08 секунды до примерно 4,10 секунды после периода времени реакции.
12. Способ по п. 1, в котором концентрация глюкозы составляет величину, полученную из уравнения вида:
где
G - концентрация глюкозы;
I1 - первый тестовый ток;
I2 - второй тестовый ток;
I3 - третий тестовый ток;
I4 - четвертый тестовый ток;
I5 - пятый тестовый ток;
а - это первый параметр настройки, а b - это второй параметр настройки;
пересечение - это значение пересечения, определенное по линейной регрессии графика 
по отношению к контрольной концентрации глюкозы; а
наклон - это значение наклона, определенное по линейной регрессии графика 
по отношению к контрольной концентрации глюкозы.
13. Способ по п. 12, в котором первый параметр настройки составляет от примерно 9,9 до примерно 10,2, а второй параметр настройки - от примерно 10,8 до примерно 11,2.
14. Способ определения концентрации глюкозы, измеряемой системой, имеющей тестовую полоску и измеритель, причем способ содержит:
подачу первого тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом, покрытым слоем реагента, и подачу второго тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом, покрытым слоем реагента;
измерение первого тестового тока, второго тестового тока, третьего тестового тока и четвертого тестового тока на втором рабочем электроде после нанесения содержащего глюкозу образца крови на тестовую полоску;
измерение пятого тестового тока на первом рабочем электроде;
определение концентрации глюкозы по первому, второму, третьему, четвертому и пятому тестовым токам из уравнения вида:
где
G - концентрация глюкозы;
I1 - первый тестовый ток;
I2 - второй тестовый ток;
I3 - третий тестовый ток;
I4 - четвертый тестовый ток;
I5 - пятый тестовый ток;
а - первый параметр настройки, а b - второй параметр настройки.
15. Способ по п. 14, в котором первый параметр настройки составляет от примерно 9,9 до примерно 10,2, а второй параметр настройки - от примерно 10,8 до примерно 11,2.
16. Способ определения тестового тока с поправкой на гематокрит, измеряемого системой, имеющей тестовую полоску и измеритель, причем способ содержит:
подачу первого тестового напряжения между электродом сравнения и вторым рабочим электродом, покрытым слоем реагента, и подачу второго тестового напряжения между электродом сравнения и первым рабочим электродом, покрытым слоем реагента;
измерение первого тестового тока, второго тестового тока, третьего тестового тока и четвертого тестового тока на втором рабочем электроде после нанесения содержащего глюкозу образца крови на тестовую полоску;
измерение пятого тестового тока на первом рабочем электроде; и
определение тестового тока с поправкой на гематокрит путем определения отношения первого тестового тока ко второму тестовому току, возведенного в степень, и умножения этого отношения на пятый тестовый ток, причем показатель степени является функцией первого параметра настройки и второго параметра настройки.
17. Способ по п. 16, в котором первый параметр настройки составляет от примерно 31 до примерно 33, а второй параметр настройки - от примерно 53 до примерно 55; первый тестовый ток является током, измеренным от примерно 0,9 до примерно 1,0 секунды после начала измерения; второй ток является током, измеренным от примерно 1,1 до примерно 2,0 секунды после начала измерения; третий ток является током, измеренным от примерно 2,4 до примерно 2,5 секунды после начала измерения; четвертый ток является током, измеренным от примерно 2,61 до примерно 2,63 секунды после начала измерения; пятый ток является током, измеренным от примерно 2,70 до примерно 2,72 секунды после начала измерения.
18. Способ по п. 16, в котором тестовое напряжение не подают в течение периода времени после нанесения физиологической жидкости, чтобы обеспечить время реакции перед подачей тестового напряжения.
19. Способ по п. 18, в котором первый тестовый ток измеряют от примерно 3,37 до примерно 3,39 секунды после периода времени реакции; второй ток измеряют от примерно 3,46 до примерно 3,48 секунды после периода времени реакции; третий ток измеряют от примерно 3,54 до примерно 3,56 секунды после периода времени реакции; четвертый ток измеряют от примерно 4,05 до примерно 4,07 секунды после периода времени реакции; пятый ток измеряют от примерно 4,08 до примерно 4,10 секунды после периода времени реакции.
20. Способ по п. 19, в котором электрод сравнения, первый и второй рабочие электроды расположены в одной плоскости.
21. Система измерения аналита для определения концентрации глюкозы в физиологической жидкости пользователя, содержащая:
тестовую полоску, включающую в себя подложку, имеющую электрод сравнения, первый рабочий электрод и второй рабочий электрод, покрытые слоем реагента с медиатором, причем электроды подключены к соответствующим контактным площадкам; и
измеритель аналита с микропроцессором и тестовой цепью, подключенной к порту тестовой полоски, принимающему контактные площадки тестовой полоски, так что измеритель выполнен с возможностью подавать тестовое напряжение на электроды после нанесения физиологической жидкости и определять концентрацию глюкозы с поправкой на гематокрит по измеренным первому, второму, третьему, четвертому и пятому тестовым токам на первом, втором, третьем, четвертом и пятом дискретных интервалах после подачи тестового напряжения измерителем.
22. Система по п. 21, в которой первый тестовый ток является током, измеренным от примерно 0,98 до примерно 1,00 секунды после начала измерения; второй ток является током, измеренным от примерно 1,09 до примерно 2,00 секунды после начала измерения; третий ток является током, измеренным от примерно 2,43 до примерно 2,45 секунды после начала измерения; четвертый ток является током, измеренным от примерно 2,61 до примерно 2,63 секунды после начала измерения; пятый ток является током, измеренным от примерно 2,70 до примерно 2,72 секунды после начала измерения.
23. Система по п. 21, в которой первый тестовый ток измеряется от примерно 3,37 до примерно 3,39 секунды после периода времени реакции; второй ток измеряется от примерно 3,46 до примерно 3,48 секунды после периода времени реакции; третий ток измеряется от примерно 3,54 до примерно 3,56 секунды после периода времени реакции; четвертый ток измеряется от примерно 4,05 до примерно 4,07 секунды после периода времени реакции; пятый ток измеряется от примерно 4,08 до примерно 4,10 секунды после периода времени реакции.
24. Система измерения аналита для определения концентрации глюкозы в физиологической жидкости пользователя, содержащая:
тестовую полоску, включающую в себя подложку, имеющую электрод сравнения, первый рабочий электрод и второй рабочий электрод, покрытые слоем реагента с медиатором, причем электроды подключены к соответствующим контактным площадкам; и
измеритель аналита с микропроцессором и тестовой цепью, подключенной к порту тестовой полоски, принимающему контактные площадки тестовой полоски, так что измеритель выполнен с возможностью подавать тестовое напряжение на электроды после нанесения физиологической жидкости и определять концентрацию глюкозы с поправкой на гематокрит по измеренным первому, второму, третьему, четвертому и пятому тестовым токам, так, чтобы по меньшей мере 97% множественных образцов находились в рамках критерия погрешности примерно ±20%, по меньшей мере 85% множественных образцов - в рамках критерия погрешности примерно ±15%, и по меньшей мере 69% образцов - в пределах критерия погрешности примерно ±10%.
