專利名稱：：降低電化學測試條中直接干擾電流的影響的方法
技術領域：
：本發明一般涉及降低干擾化合物對通過分析物測量系統進行的測量的影響的方法，更具體來說，涉及降低使用電化學測試條的葡萄糖監測系統中直接干擾電流的影響的方法，所述電化學測試條具有有著未涂布區域的電極。
背景技術：
：在很多情況下，電化學測量系統可由于生理流體中常見的干擾化合物的氣化而具有增高的氧化電流，所述干擾化合物是例如樸熱息痛、抗壞血酸、膽紅素、多巴胺、龍膽酸、谷胱甘肽、左旋多巴、甲基多巴、妥拉磺脲、甲苯磺丁脲和尿酸.因此，通過降低或消除由干擾化合物產生的那部分氧化電流，可提髙葡萄糖測量儀的準確度.理想情況是，應當沒有由任何干擾化合物產生的氣化電流，這樣整個氣化電流僅取決于葡萄糖濃度。因此，希望提高在可能的干擾化合物例如在生理流體中常見的抗壞血酸鹽、尿酸鹽和樸熱息痛存在下，電化學傳感器的準確度.對于這樣的電化學傳感器，分析物的實例可包括葡萄糖、乳酸鹽和果糖胺。雖然葡萄糖是所討論的主要分析物，但是對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本發明也可用于其它分析物.氧化電流可通過幾條途徑產生。特別是，所期望的氧化電流由氣化還原介體與所關注的分析物(例如葡萄糖)的相互作用產生，而不期望的氧化電流通常由在電極表面被氣化以及通過的與氧化還原介體的相互作用而被氣化的干擾化合物產生.例如，某些干擾化合物(例如樸熱息痛)在電極表面被氣化.其它干擾化合物(例如抗壞血酸)通過與氧化還原介體的化學反應而被氣化。在葡萄糖測量系統中，干任何千擾化合物的濃度.因此，在干擾化合物以與葡萄糖同樣的效率氣化，并且相對于葡萄糖濃度，干擾化合物的濃度是高的時，葡萄糖改善.降低干擾化合物的影響的一個已知策略是使用帶負電荷的薄膜來覆蓋工作電極。作為一個實例，可以使用磺化象代聚合物例如NAFIONTM來排斥所有帶負電荷的化學物質.一般情況下，大部分干擾化合物例如抗壞血酸鹽和尿酸鹽帶有負電荷，因此，帶負電荷的薄膜阻止帶負電荷的干擾化合物到達電極表面以及在電極表面上被氣化。然而，由于某些干擾化合物例如樸熱息痛不帶負電荷，并且從而可以通過帶負電荷的薄膜，所以該技術不總是成功的。該技術也不能降低由于干擾化合物與某些氧化還原介體的相互作用而產生的氣化電流。在工作電極上使用帶負電荷的薄膜還可阻止某些常用的氧化還原介體例如鐵氛化物通過帶負電荷的薄膜來與電極進行電子交換.可用于降低干擾化合物的影響的另一個策略是在工作電極頂部使用尺寸選擇薄膜，作為一個實例，可以將100道爾頓尺寸排阻薄膜例如乙酸纖維素薄膜來夜蓋工作電極，以排除分子量大于100道爾頓的所有化學物質。大部分干擾化合物的分子量大于100道爾頓，因此被排除而不能在電極上被氧化.然而，這樣的選擇薄膜通常使得測試條的制造更復雜，并且由于氣化的葡萄糖必須通過選擇薄膜擴散到達電極而增加了測量時間.可用于降低干擾化合物的影響的另一個策略是使用具有低氣化還原電位的氣化還原介體，例如氣化還原電位為約-300mV至+100mV(當關于飽和甘汞電極測量時)的氣化還原介體.因為氧化還原介體具有低氣化還原電位，施加給工作電極的電壓也可以較低，這降低了干擾化合物被工作電極氣化的速度，具有較低氧化還原電位的氧化還原介體的實例包括鋨聯吡啶絡合物、二茂鐵衍生物和載衍生物.該策略的缺點是，具有較低氣化還原電位的氧化還原介體經常難以合成，較不穗定以及具有低的水溶解度。可用于降低干擾化合物的影響的另一個策略是使用涂布了氣化還原介體的偽電極。在某些情況下，還可以將偽電極用惰性蛋白或失活的氧化還原醃，偽電極的目的是在電極表面上氣化干擾化合物和/或氣化被干擾化合物還原的氣化還原介體。在該策略中，將在偽電極上測量的電流從在工作電極測量的總氧化電流中減去，以消除干擾影響，該策略的缺點是，其需要測試條包括不能用于測量葡萄糖的另外的電極和另外的電連接(即偽電極)，包括偽電極是在葡萄糖測量系統中無效率地使用電極，本發明涉及當使用電化學傳感器來檢測分析物時降低干擾物影響的方法，可用于本發明方法的電化學傳感器包括襯底、至少笫一個和笫二個工作電極和參比電極。將試刑層布置在電極上，使得試刑層完全覆蓋第一個工作電極的全部區域，并且僅部分復蓋笫二個工作電極.在本發明方法中，使用在第二個工作電極的未被試刑層復蓋的部分上產生的氧化電流來校正干擾物對葡萄糖測量的影響.本發明還包括降低電化學傳感器中的干擾的方法，包括下列步稞測量在第一個工作電極上的第一個氣化電流，其中笫一個工作電極被試刑層覆蓋；測量在第二個工作電極上的笫二個氣化電流，其中試刑層僅部分褒蓋第二個工作電極；和計算代表預選擇的分析物(例如葡萄糖)的濃度的校正氧化電流，在該計算中，使用第二個工作電極的覆蓋面積與未覆蓋面積的比例來消除干擾物對氣化電流的影響.更具體來說，可使用以下公式來計算校正電流值，其中(？是校正電流密度，W&是在第一個工作電極上的未校正電流密度，『￡2是在第二個工作電極上的未校正電流密度，J譜是第二個工作電極的涂布面積，/4柳c是第二個工作電極的未涂布面積。在可用于本發明的電化學測試條的一個實施方案中，電化學葡萄糖測試條包括第一個和第二個工作電極，其中笫一個工作電極被試刑層完全覆蓋，而笫二個工作電極僅被試刑層部分復蓋.因此，笫二個工作電極具有試刑涂布面積和未涂布面積.試刑層可包括例如氣化還原酶例如葡萄糖氣化酶和氧化還原介體例如鐵氛化物.笫一個工作電極將具有兩個氣化電流源的疊加，一個來自葡萄糖，另一個來自干擾物。類似地，第二個工作電極將具有三個電流源的疊加，這三個電流發明概述源分別來自葡萄糖、在試劑涂布部分上的干擾物以及在未涂布部分上的干擾物.由于在該區域中沒有試刑，所以第二個工作電極的未涂布部分僅氣化干擾物，而不氧化葡萄糖.在笫二個工作電極的未涂布部分上測量的氣化電流可由于估計總干擾物氣化電流，和計算消除了干擾物影響的校正氧化電流。在可用于本發明方法中的另一個測試條實施方案中，電化學葡萄糖測試條包括第一個和第二個工作電極，其中笫一個和第二個工作電極僅被試刑層部分菝蓋.因此，在該實施方案中，第一個和笫二個工作電極都具有試刑涂布部分和未涂布部分，笫一個工作電極的第一個未度蓋面積與第二個工作電極的笫二個未復蓋面積是不同的.使用在第一個和第二個工作電極的未涂布部分上測量的氣化電流來估計未涂布部分的干擾物氣化電流，和計算校正葡萄糖電流.本發明還包括降低電化學傳感器中的干擾的方法，包括下列步驟測量在第一個工作電極上的笫一個氣化電流，其中笫一個工作電極被試刑層部分復蓋；測量在第二個工作電極上的笫二個氧化電流，其中試劑層僅部分褒蓋第二個工作電極；和計算代表預選擇的分析物(例如葡萄糖)的濃度的校正氧化電流.在該計算中，使用笫一個和笫二個工作電極的復蓋面積與未度蓋面積的比例來消除干擾物對氧化電流的影響，更具體來說，可使用以下公式來計算校正電流值，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中//等于A。w"""c/;/2等于A。v;^柳c2;^"""是笫一個工作電極的未涂布面積；/I柳c2是笫二個工作電極的未涂布面積；v4c。"是所述笫一個工作電極的涂布面積；A。^是笫二個工作電極的涂布面積；G是校正電流值；附,是在第一個工作電極上的未校正電流密度，且W&是在第二個工作電極上的未校正電流密度.附困簡述通過下面給出示例性實施方案的詳細描述，可以更好地了解本發明的特征和優點，其中使用了本發明的原理以及附圖圖1是根據本發明一個實施方案的測試條的部件分解透視田.圖2是測試條的遠端部分的簡化平面視困，所述測試條是根據圖1所示的本發明實施方案的測試條，并且包括導電層和絕緣層.圖3是根據圖1所示本發明實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試劑層以及絕緣層和導電層的位置.圖4是根據本發明另一個實施方案的測試條的部件分解透視圖.圖5是測試條的遠端部分的簡化平面視圖，所述測試條是根據圖4所示的本發明實施方案的測試條，并且包括導電層和絕緣層，圖6是根據圖4所示本發明實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試刑層以及絕緣層和導電層。困7是根據圖4所示本發明實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試劑層以及導電層。圖8是根據本發明另一個實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試刑層，其具有有助于降低IR位降效應的導電層。困9是根據本發明另一個實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試刑層以及導電層和絕緣層，這樣存在兩個具有未涂布部分的工作電極，圖IO是根據本發明另一個實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視困，其中顯示了試刑層以及導電層和絕緣層，這樣存在兩個具有未涂布部分的工作電極.圖ll表示了在根據本發明設計的測試條的笫一個工作電極上的電流，測量是用添加了不同水平尿酸的70mg/dL葡萄糖的血樣進行的.困12表示了在根據本發明設計的測試條的笫一個工作電極上的電流,測量是用添加了不同水平尿酸的240mg/dL葡萄糖的血樣進行的.圖13是具有整體刀片的測試條的部件分解透視閨.困14是表明與測試條連接的測量儀的簡化困解困，所述測試條具有布置在襯底上的笫一個接觸點(contact)、笫二個接觸點和參比接觸點.發明詳述本發明包括用于提高電化學葡萄糖測量系統的選擇性的測試條和方法。困1是根據本發明第一個實施方案的測試條的部件分解透視圖。在圖1所示的本發明實施方案中，用于測量體液例如血液或間隙液中葡萄糖濃度的電化學測試條62包括笫一個工作電極10和第二個工作電極12，其中第一個工作電極IO被試刑層22完全復蓋，而第二個工作電極12僅被試劑層22部分覆蓋。因此，笫二個工作電極具有試刑涂布部分和未涂布部分。試刑層22可包括例如氧化還原酶如葡萄糖氧化酶和氧化還原介體例如鐵氛化物。因為鐵氰化物在碳電極上具有約400mV的氣化還原電位(當相對于飽和甘汞電極測量時)，所以引入體液例如血液可通過氧化還原介體和/或工作電極產生顯著的干擾物氣化，從而產生顯著的不期望的氣化電流.因此，在笫一個工作電極10上測量的氧化電流將是氧化電流源的疊加由于葡萄糖的氧化而產生的第一個期望的氧化電流，和通過干擾物產生的笫二個不期望的氧化電流.在第二個工作電極12上測量的氣化電流也將是氣化電流源的疊加由于葡萄糖的氣化而產生的第一個期望的氣化電流，在第二個工作電極12的覆蓋部分上通過干擾物產生的笫二個不期望的氣化電流，和在笫二個工作電極12的未復蓋部分上通過干擾物產生的第三個氣化電流.第二個工作電極12的未涂布部分將僅氣化干擾物，而不氣化葡萄糖，因為在第二個工作電極12的未涂布部分上沒有試刑.因為在第二個工作電極12的未涂布部分上測量的氣化電流與葡萄糖無關，并且二個工作電極12的未涂布面積是已知的，所以可以計算出第二個工作電極12的未涂布部分的干擾物氣化電流.從而，使用計算的笫二個工作電極12的未涂布部分的干擾物氣化電流以及知道笫一個工作電極10的面積和第二個工作電極12的涂布部分的面積，能夠計算出消除了在電極上氧化的干擾化合物的影響的校正葡萄糖電流.困1是根據本發明第一個實施方案的測試條62的部件分解透視圖。如困1所示的測試條62可通過一系列6個連續印制步騍來生產，這些步驟是將6層材料置于村底50上，可通過例如篩網印制將這6個層沉積在襯底50上.在本發明的一個實施方案中，這6層可包括導電層64、絕緣層16、試劑層22、粘合層66、親水層68和頂層40.導電層64可進一步包括第一個工作電極10、第二個工作電極12、參比電極14、笫一個接觸點ll、笫二個接觸點13、參比接觸點15和測試條檢測板17.絕緣層16可進一步包括切口(cutout)18。粘合層66可進一步包括第一個粘著墊24、第二個粘著墊26和第三個粘著墊28.親水層68可進一步包括第一個親水性膜32和笫二個親水性膜34,頂層40可進一步包括透明部分36和不透明部分38.如圖1所示，測試條62具有第一個倒面54和第二個側面56、電極遠側58和電極近側60,下面的章節將更詳細地描述測試條62的各個層.在本發明的一個實施方案中，村底50是電絕緣材料例如塑料、玻璃、陶瓷等。在本發明的一個優選實施方案中，襯底50可以是塑料例如尼龍、聚碳酸酯、聚耽亞胺、聚氣乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PETG或聚酯，更具體來說，聚酯可以是例如由DuPontTeijinFilms生產的MelinexST328,襯底50還可以包括丙烯酸涂層，涂層是涂在一個或兩個側面上來改善墨粘合。沉積在村底50上的笫一層是導電層64，該層包括第一個工作電極10、笫二個工作電極12、參比電極14和測試條檢測板17.根據本發明，可以以圖1所示的限定幾何學，用具有乳膠困案的篩網來沉積材料例如導電碳墨.參比電極14還可以是反電極、參比電極/反電極或準參比電極.可通過篩網印制、輪轉凹板印制、濺射、蒸發、無電噴鍍、噴墨、升華、化學氣相沉積等將導電層64沉積在襯底50上.可用于導電層64的合適的材料是Au、Pd、Ir、Pt、Rh、不銹鋼、摻雜的氣化錫、碳等，在本發明的一個實施方案中，碳墨層可具有1-100微米，更特別是5-25微米，甚至更特別是約13微米的高度.導電層的高度可根據所需要的導電層的電阻以及用于印制導電層的材料的電導率而改變.笫一個接觸點11、第二個接觸點13和參比接觸點15可用于和測量儀電連接，這使得測量儀分別通過第一個接觸點11、笫二個接觸點13和參比接觸點15與第一個工作電極10、第二個工作電極12和參比電極14電聯通.沉積在襯底50上的笫二個層是絕緣層16.如困l所示，將絕緣層16沉積在至少一部分導電層64上'困2是測試條62的遠端部分的簡化平面視圖，該圖重點突出了第一個工作電極IO、笫二個工作電極12和參比電極14相對于絕緣層16的位置.絕緣層16還包括切口(cutout)8，其可具有如困l和2所示的T-形結構.切口18暴露了可以被液體潤濕的一部分第一個工作電極10、笫二個工作電極12和參比電極14.切口18進一步包括遠端切口寬度Wl、近端切口寬度W2、遠端切口長度L4和近端切口長度L5。如圖2所示，遠端切口寬度W1與第一個工作電極10和參比電極14的寬度相對應.遠端切口長度L4所對應的長度大于第一個工作電極10與參比電極14的長度之和.近端切口寬度W2和近端切口長度L5形成暴露了笫二個工作電極12的寬度和長度的矩形切面.根據本發明，遠端切口寬度W1、近端切口寬度W2、遠端切口長度L4和近端切口長度L5可分別具有約0.7、1.9、3.2和0.43mm的尺寸'在本發明的一個實施方案中，第一個工作電極10、參比電極14和第二個工作電極12分別具有長度Ll、L2和L3，它們可分別為約0.8、1.6和0.4mm。電極間距Sl是笫一個工作電極10與參比電極14之間的距離；以及參比電極14與笫二個工作電極12之間的距離，其可以為約0.4mm。沉積在襯底50上的笫三個層是試刑層22.如圍1所示，試刑層22布置在導電層64和絕緣層16的至少一部分上，圖3是根據本發明笫一個實施方案的測試條62的遠端部分的簡化平面視圖，該圖重點突出了試刑層22相對于第一個工作電極10、第二個工作電極12、參比電極14和絕緣層16的位置.試刑層22可以是如困1和3所示的矩形，該矩形具有試刑寬度W3和試刑長度L6,在本發明的一個實施方案中，試劑寬度W3可以為約1.3mm，且試刑長度L6可以為約4.7mm.在本發明的另一個實施方案中，試刑層22具有足夠大的寬度W3和長度L6，使得試刑層22完全覆蓋第一個工作電極10和參比電極14。然而，試劑層22具有適當大小的寬度W3和長度L6,使得第二個工作電極沒有被試劑層22完全覆蓋.在這樣的方案中，如圖3所示，笫二個工作電極12具有涂布部分12c和未涂布部分12u.未涂布部分12u可以成兩個矩形的形狀，其中未涂布部分12u具有翼寬度W4和對應于笫二個工作電極長度L3的長度.作為非限制性實例，翼寬度W4可以為約0.3mm.在本發明的一個實施方案中，試刑層22可包括氧化還原酶例如葡萄糖氧化酶或PQQ-葡萄糖脫氬醉(其中PQQ是吡咯并-喹啉-鋃的首字母組合詞)，和氣化還原介體例如鐵氛化物，沉積在襯底50上的第四個層是粘合層66，其包括笫一個粘著墊24、笫二個粘著墊26和第三個粘著墊28.笫一個粘著墊24和笫二個粘著墊26形成樣本接收室的壁.在本發明的一個實施方案中，笫一個粘著墊24和笫二個粘著墊26可布置在襯底50上，使得這兩個粘著墊都不接觸試刑層22,在其中不需要減小測試條體積的本發明的另一個實施方案中，可將第一個粘著墊24和/或笫二個粘著墊26布置在襯底50上，使得其與試劑層22重疊.在本發明的一個實施方案中，粘合層66具有約70-110微米的高度.粘合層66可包括雙側壓敏粘合劑、UV固化粘合刑、熱激活粘合刑、熱固化粘合劑或本領域技術人員已知的其它粘合刑.作為非限制性實例，粘合層66可通過篩網印制壓敏粘合刑來形成，所述粘合刑是例如水基丙烯酸共聚物壓敏粘合刑，其購自TapeSpecialtiesLTDinTring，Herts，UnitedKingdom(par悄A6435).沉積在襯底50上的笫五個層是親水層68，如圖1所示，其包括笫一個親水性膜32和笫二個親水性膜34,親水層68形成樣本接收室的"室頂".樣本接收室的"側壁"和"底板"分別是通過一部分粘合層66和襯底50形成的，作為非限制性實例，親水層68可以是具有親水性防霧涂層的任選透明的聚酯，例如購自3M的那些，在測試條62的設計中使用涂層的親水性性質，因為其有助于把液體填充到樣本接收室內。沉積在襯底50上的笫六個層是頂層40,如圖l所示，其包括透明部分36和不透明部分38.根據本發明，頂層40包括在一側用壓敏粘合刑涂布的聚酯.頂層40具有不透明部分38,當血液在透明部分36的下面時，其幫助使用者觀察高對比度.這使得使用者能夠憑視力證實樣本接收室足夠充滿，在將測試條62完全層壓之后，將其沿著切口線A-A，切開，在此過程中，產生了如圖3所示的樣本入口52,困1-3所示的笫一個測試條實施方案可具有可能的缺點，因為試刑層22可在液體樣本中溶解，并且把一部分溶解的試劑層移動到笫二個工作電極12的未涂布部分12u上.如果發生這樣的情況，未涂布部分12u將也測量也與葡萄糖濃度成正比的氣化電流，這將降低使用數學算法來消除干擾物氣化影響的能力。在本發明的另一個實施方案中，試刑層22應當被設計成以不遷移到未涂布部分12u上的方式溶解.例如，可將試刑層22與第一個工作電極10、笫二個工作電極12和參比電極14化學結合，或者可具有能夠將溶解的試刑層22的遷移降至最小程度的增稠劑。本發明的另一個實施方案如圖4所示，困4所示實施方案降低了溶解的試刑向第二個工作電極的未涂布部分上的遷移，并且在一些情況下，將這種遷移降至最小程度，在該實施方案中，如困4所示，笫二個工作電極102具有C-形幾何形狀，其中第二個工作電極102的2個不連續部分被切口108暴露.根據本發明，如困6所示，試刑層110僅布置在一部分第二個工作電極102上，以消除未涂布部分102u和涂布部分102c,未涂布部分102u與樣本入口52相鄰.涂布部分102c與笫一個工作電極100相鄰.當把液體施加到裝配的測試條162的樣本入口52中時，液體將從樣本入口52流到涂布部分102c上，直至所有電極都被液體復蓋.通過將未涂布部分102u的位置布置在液體流的上游，這幾乎完全防止了試刑層IIO溶解和遷移到未涂布部分102u上.這使得數學算法能夠精確地消除干擾物對測量的氧化電流的影響.圖4是測試條162的部件分解透視困。測試條162是按照類似于測試條62的方式制得的，但是對導電層164、絕緣層106和試刑層110做出了幾何學或位置方面的改變。對于本發明的笫二個實施方案，襯底50、粘合層66、親水層68和頂層40與笫一個測試條實施方案相同.測試條162具有笫一個側面54和笫二個側面56、電極遠側58和電極近側60.還應當注意，本發明的笫一個和笫二個測試條實施方案可包括具有類似結構的部件，這些部分是用相同編號和名稱表示.如果各個測試條實施方案的類似部件在結構上不同，這些部件可具有相同名稱，但是用不同的部件編號給出。下面的章節將更詳細地描迷測試條162的各個層.對于困4所示的測試條實施方案，布置在襯底50上的第一個層是導電層164,其包括笫一個工作電極100、第二個工作電極102、參比電極104、笫一個接觸點101、笫二個接觸點103和參比接觸點105以及測試條檢測板17,根據本發明，可以以困4所示的限定幾何學，用具有乳膠圖案的篩網來沉積材料例如導電碳墨，笫一個接觸點IOI、笫二個接觸點103和參比接觸點105可用于和測量儀電連接.這使得測量儀分別通過笫一個接觸點101、第二個接觸點103和參比接觸點15與笫一個工作電極100、笫二個工作電極102和參比電極104電聯通.在圖4中，沉積在襯底50上的笫二個層是絕緣層106,如困4所示，將絕緣層106沉積在至少一部分導電層164上.圖5是測試條162的遠端部分的簡化平面視圖，該困重點突出了第一個工作電極IOO、笫二個工作電極102和參比電極104相對于絕緣層106的位置.在圖4中，沉積在襯底50上的第三個層是試刑層110,如困6所示，試刑層IIO布置在導電層164和絕緣層106的至少一部分上.困6是根據本發明第二個實施方案的測試條162的遠端部分的簡化平面視圖，該圖重點突出了試劑層IIO相對于笫一個工作電極100、笫二個工作電極102、參比電極104和絕緣層106的位置，試刑層110可以是矩形，該矩形具有試劑寬度W13和試刑長度L16.在本發明的一個實施方案中，試刑寬度W13可以為約1.3mm,且試刑長度L16可以為約3.2mm。在本發明的一個優選實施方案中，試刑層110具有足夠大的寬度W13和長度L16，使得試刑層IIO完全覆蓋第一個工作電極IOO、涂布部分102e和參比電極104，但是不褒蓋未涂布部分102u.圖7是根據圖4所示本發明實施方案的測試條的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試刑層和導電層。與圖6不同，圖7沒有顯示出絕緣層106,這幫助證實了未涂布部分102u與涂布部分102c之間的導電關系，其隱藏在絕緣層106的不透明符號的下面.對于圖4所示的測試條實施方案，絕緣層106用于限定第一個工作電極IOO、第二個工作電極102、參比電極104的寬度.絕緣層106還包括切口108，其可具有如圖4-6所示的T-形結構.切口108暴露了可以被液體潤濕的一部分第一個工作電極100、第二個工作電極102和參比電極104,如圖5和6所示，切口108進一步包括遠端切口寬度Wll、近端切口寬度W12、遠端切口長度L14和近端切口長度L15.遠端切口寬度Wll與未涂布部分102u的寬度相對應，遠端切口長度L14大于未涂布部分102u的長度，近端切口寬度WU和近端切口長度L15形成大體暴露了第一個工作電極100、參比電極104和涂布部分102c的寬度和長度的矩形切面。根據本發明，遠端切口寬度Wll、近端切口寬度W12、遠端切口長度L14和近端切口長度1J5可分別具有約1.1、0.7、2.5和2.6mm的尺寸.在圖4的實施方案中，未涂布部分102u、參比電極104、笫一個工作電極100和涂布部分102c分別具有長度L10、L12、L11和L13，它們可分別為約0.7、0.7、0.4和0.4mm。電極間距Sll是未涂布部分102u與參比電極104之間的距離，其可以為約0.2-0.75mm更優選為約0.6-0.7mm,電極間距S10是參比電極104與笫一個工作電極100之間的距離；以及涂布部分102c與笫一個工作電極IOO之間的距離，其可以為約0.2mm.應當注意，電極間距Sll大于電極間距SIO，以降低試刑溶解和遷移到未涂布部分102u上的可能性.此外，電極間距Sll大于電極間距SIO,以降低由于印制處理中的差異而使試劑層110布置在未涂布部分102u上的可能性，笫四至笫六個層以與笫一個測試條實施方案相同的方式依次沉積在測試條162上.粘合層66、親水層68和頂層40的相對位置和形狀如圖4所示.在圖8所示的本發明實施方案中，可部分改變第二個工作電極102的C-形狀，使得液體潤濕電極的順序為未涂布部分102u、笫一個工作電極100、參比電極104和涂布部分102c.在另一個形式中，笫一個工作電極100和涂布部分102c與參比電極104的距離相等，從IR位降角度來看這是期望的.在圖7所示的笫二個測試條實施方案(即測試條162)中，電極的排列使得液體潤濕電極的順序為未涂布部分102u、參比電極104、笫一個工作電極100和涂布部分102c.對于測試條162,涂布部分102c與參比電極104之間的距離大于笫一個工作電極100與參比電極104之間的距離.因此，可使用一個算法來計算不受干擾物影響的校正葡萄糖電流，給測試條施加樣本后，給第一個工作電極和笫二個工作電極施加恒定的電位，并測量這兩個電極的電流.在其中試刑復蓋整個電極面積的笫一個工作電極上，可使用下列公式來描述對氧化電流作出貢獻的成分，呢/-<7+/柳(公式1)其中^￡/是在第一個工作電極上的電流密度，G是不受干擾物影響的由于葡萄糖而產生的電流密度，并且/c。v是由于在被試刑復蓋的工作電極部分上的干擾物而產生的電流密度.在被試刑部分復蓋的第二個工作電極上，可使用下列公式來描述對氣化電流作出貢獻的成分，-G+/m+7"卿(公式2)其中MKE^是在第二個工作電極上的電流密度，/柳c是由于在未被試刑覆蓋的工作電極部分上的干擾物而產生的電流密度.可在笫一個和第二個工作電極上使用不同的試刑涂布面積來得到另外的本發明實施方案，但是公式必須考慮不同的未涂布面積.為了降低干擾物的影響，制訂了描述在笫二個工作電極的涂布部分上的干擾電流與在笫二個工作電極的未涂布部分上的干擾電流之間的關系的公式.估計在涂布部分上測重的干擾物氣化電流密度與在未涂布部分上測量的電流密度大約相同.通過下面的公式進一步描述該關系，Aw二"^""咖(公式3a)A咖其中A。v是被試刑覆蓋的第二個工作電極的面積，并且^膨是未被試刑覆蓋的第二個工作電極的面積.應當注意，未涂布部分12u和涂布部分12c可具有各自指定為^""c和/Uv的面積，未涂布部分12u可氧化干擾物，但是不氣化葡萄糖，因為其上面沒有涂布試劑層22.相反，涂布部分12c可氣化葡萄糖和干擾物.因為通過實驗發現，未涂布部分12u以與涂布部分12c的面積成正比的方式氧化干擾物，所以能夠預測干擾電流占在第二個工作電極12上測量的總電流的比例.這使得在第二個工作電極12上測量的總電流可通過減去干擾電流而被校正.在本發明的一個實施方案中，J騰"面的比例可以為約0.5:1-5:1,并且優選為約3:1.對關于電流校正的該數學算法的更詳細描述將在下面的章節中描述.在本發明的另一個實施方案中，在涂布部分上測量的干擾物氧化電流密度可以與在未涂布部分上測量的電流密度不同.這可能是因為，在涂布部分上效率更高或效率更低的干擾物氣化.在一種情況下，相對于未涂布部分，存在的氧化還原介體可提高干擾物的氣化，在另一種情況下，相對于未涂布部分，存在的增加粘度的物質例如羥乙基纖維素可降低干擾物氧化。根據將第二個工作電極部分涂布的試刑層中所包括的成分，在涂布部分上測量的干擾物氧化電流可以比未涂布部分大或小。這種性質可以通過將公式3a改寫成以下形式來進行唯象模型化，:/x/卿(公式3b)其中/是校正因子，其引入了涂布部分的干擾物氣化效羋對未涂布部分的影響.在本發明的一個實施方案中，可以運算公式1、2和3a來推導能輸出不受干擾物影響的校正葡萄糖電流密度的公式，應當注意，這三個公式(公式l、2和3a)總共具有3個未知數，這3個未知數是C、,攀和/"m.然而，可將公式1重新排列成以下形式.0=呢,-/柳(公式4)接下來，可將得自公式3a的/⑩替代到公式4內，得到公式5,G=卿-(公式5)接下來，可將公式1和公式2合并，得到公式6。(公式6)接下來，可將得自公式6的/""c替代到公式5內，得到公式7a,4*鵬。，(公式7a)公式7a輸出了校正葡萄糖電流密度G,葡萄糖電流密度G消除了干擾物的影響，該公式僅需要從第一個工作電極和第二個工作電極的電流密度輸出，以及第二個工作電極的涂布面積與未涂布面積的比例.在本發明的一個實施方案中，可將比例A^"謝程序化到葡萄糖測量儀內，例如程序化到測量儀的只讀存儲器內，在本發明的另一個實施方案中，可將比例/ic。vA4柳c通過校準碼芯片傳遞給測量儀，所述校準碼芯片可消除Jc。v或J"c中的制造差異.在本發明的另一個實施方案中，當涂布部分的干擾物氧化電流密度與未涂布部分的干擾物氣化電流密度不同時，可使用公式1、2和3b.在這樣的情況下，推導出如下所示的另一校正公式7b.G-呢,-(/x(附2-M^,》(公式7b)在本發明的另一個實施方案中，只有當超過一定閾值時，測量儀才可以使用校正葡萄糖電流公式7a或7b.例如，如果附2比WE/大出約10%或10。/。以上，則測量儀將使用公式7a或7b來校正輸出電流.然而，如果fW&比WE^大出約10%或10%以下，則測量儀將簡單地取附/與『￡2之間的平均電流值，來提高測量的準確度和精確度。只有在一些其中樣本中存在顯著水平的干擾化合物的情況下使用公式7a或7b的策略減輕了測量的葡萄糖電流校正過度的危險，應當注意，當附2比附^足夠大時(例如大出約20%或更多)時，這是具有非常高濃度的干擾化合物的指示.在這樣的情況下，可能希望輸出錯誤信息而不是葡萄糖值，因為非常高水平的干擾物可引起公式7a或7b準確度的打破。在圖9和IO所示的本發明實施方案中，第一個和第二個工作電極以這樣的方式被試劑層部分覆蓋，使得笫一個和第二個工作電極的未涂布部分是不同的.這與其中第一個工作電極被試刑層完全覆蓋的上述第一個和第二個測試條實施方案不同.困9是根據本發明另一個實施方案的測試條2000的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試刑層22以及導電層和絕緣層2002，有兩個具有未涂布部分的工作電極。測試條2000是按照類似于測試條62的方式制備的，但是對圖l所示的切口18做出了幾何學改變.測試條2002與測試條62具有相同的村底50、導電層64、試刑層22、粘合層66、親水層68和頂層40.改變測試條2002，使其具有切口2004，該切口具有如圖9所示的啞鈴樣形狀，對切口2004的改變的形狀使得第一個工作電極2008包括第一個涂布部分2008c和笫一個未涂布部分2008u;第二個工作電極2006包括第二個涂布部分2006c和笫二個未涂布部分2006u。為了讓測試條2000有效地降低干擾物的影響，笫一個未涂布部分2008u必須具有與笫二個未涂布部分2006u不同的總面積.圖10是根據本發明另一個實施方案的測試條5000的遠端部分的簡化平面視圖，其中顯示了試刑層820以及導電層，有兩個具有未涂布部分的工作電極.測試條5000是按照類似于測試條162的方式制備的，但是對導電層164做出了幾何學改變，使得第一個工作電極4002和第二個工作電極4004都具有C-形狀.測試條5000與測試條162具有相同襯底50、絕緣層106、試刑層IIO、粘合層66、親水層68和頂層40,這種改變的幾何學使得第一個工作電極4002包括笫一個涂布部分4002c和第一個未涂布部分4002u;第二個工作電極4004包括笫二個涂布部分4004c和第二個未涂布部分4004u.為了讓測試條2000有效地降低干擾物的影響，第一個未涂布部分4002u必須具有與笫二個未涂布部分4004u不同的面積。測試條2000和5000的優點在于，在將試刑層沉積到所期望的位置以及任何隨后沉積的層方面，它們可易于生產.此外，第一個和第二個工作電極將在某些程度上具有相同的與任何干擾物的化學和電化學相互作用，由此保證了在校正方法中具有更大的準確度，由于兩個工作電極都具有某些水平的未涂布面積，在兩個電極上將發生相同的但是不同程度的反應，對公式7a做簡單的改變，下面的公式7c可用作葡萄糖的校正公式，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>(公式7c)其中//=Hc"力U^""c"爿，"笫一個工作電極的未涂布面積，/1"加2=第二個工作電極的未涂布面積，A。"s笫一個工作電極的涂布面積，且jc。v2-第二個工作電極的涂布面積.本發明的一個優點是，能夠使用笫一個和笫二個工作電極來確定樣本接收室已經被液體足夠充滿.本發明的一個優點是，第二個工作電極不僅校正干擾物影響，而且還能夠測量葡萄糖.這能獲得能準確的結果，因為在使用一個測試條的情況下，可將2次葡萄糖測量進行平均。實施例1根據困l-3所示的本發明第一個實施方案制備測試條，在具有不同濃度干擾物的血液中測定這些測試條.為了測定這些測試條，將它們與恒電勢器電連接，恒電勢器具有部件來在笫一個工作電極與參比電極810之間；以及第二個工作電極與參比電極之間施加0.4伏特的恒定電位。給樣本入口施加血樣，讓血液浸吸到樣本接收室內，并且潤濕第一個工作電極、第二個工作電極和參比電極.試刑層變得被血液水合，然后產生亞鐵氛化物，亞鐵氛化物可以與樣本中存在的葡萄糖的量和/或干擾物濃度成正比。在給測試條施加樣本5秒鐘后，測量作為第一個工作電極和第二個工作電極的電流的亞鐵氛化物的氧化.圖11表示了笫一個工作電極上的電流反應，測量是用添加了不同水平尿酸的70mg/dL葡萄糖的血樣進行的，在笫一個工作電極上的未校正電流(用正方形表示)表現出與尿酸濃度成正比的電流增加.然而，通過公式7a處理的校正電流(用三角形表示)表現出沒有受到增加的尿酸濃度的影響.圖12表示了第一個工作電極上的電流反應，測重是用添加了不同水平尿酸的240mg/dL葡萄糖的血樣進行的'在240mg/dL葡萄糖測定測試條的目的是表明，公式7a的校正算法在一定范圍的葡萄糖濃度下也是有效的，與圖11類似，在笫一個工作電極上的未校正電流(用正方形表示)表現出與尿酸濃度成正比的電流增加.然而，校正電流(用三角形表示)表現出沒有受到增加的尿酸濃度的影響.實施例2為了表明校正干擾物電流的方法適用于多種干擾物，除了尿酸以外，還用不同濃度水平的樸熱息痛和龍膽酸測定根據圖1的實施方案構建的測試條.為了定量確定該影響的大小，將大于10%(對于葡萄糖水平>70mg/dL)或7mg/dL(對于葡萄糖水平S70mg/dL)的葡萄糖輸出改變定義為顯著干擾'表l表明，與通過使用公式7a的校正電流反應測定的測試條相比，在第一個工作電極上的未校正電流在較低的干擾物濃度表現出顯著干擾影響.這表明，使用公式7a校正第一個工作電極的輸出電流的方法在校正干擾方面是有效的.表1表明，對于樸熱息痛、龍膽酸和尿酸的干擾，公式7a中的電流校正是有效的.表1還表明了在血液中發現的干擾物的正常濃度范閨.此外，表l也表明，在240mg/dL葡萄糖濃度水平，，公式7a中的電流校正是有效的，圖13是測試條800的部件分解透視圖，測試條800是設計刺進使用者的皮膚層，以使得生理流體被壓出來并且以無縫方式收集到測試條800內。測試條800包括襯底50、導電層802、絕緣層804、試刑層820、粘合層830和頂層824,測試條800還包括遠端5和近端60,在測試條800中，導電層802是布置在襯底50上的笫一個層，如圖13所示，導電層802包括第二個工作電極806、笫一個工作電極808、參比電極810、笫二個接觸點812、笫一個接觸點814、參比接觸點816、測試條檢測板17.由于導電層802的材料和用于印制導電層802的方法與測試條62和測試條800相同。絕緣層804是布置在襯底50上的笫二個層.絕緣層16包括可具有矩形結構的切口18.切口18暴露了可被液體潤濕的第二個工作電極806、笫一個工作電極808和參比電極810的一部分，用于絕緣層804的材料和用于印制絕緣層804的方法與測試條62和測試條800相同。試刑層820是布置在襯底50上的第三個層，笫一個工作電極808和參比電極810。用于試刑層820的材料和用于印制試刑層820的方法與測試條62和測試條800相同.粘合層830是布置在襯底50上的第四個層.用于粘合層830的材料和用于印制粘合層830與測試條62和測試條800相同.粘合層830的作用是將頂層824固定在測試條800上，在本發明的一個實施方案中，頂層824可以是如圖13所示的整體化刀片的形式.在這樣的實施方案中，頂層824可包括位于遠端58上的刀片826,也可以稱為穿透部件的刀片826可適于刺入使用者的皮膚并且把血液抽吸到測試條800內，這樣笫二個工作電極806、笫一個工作電極808和參比電極810被潤濕，刀片826包括在裝配的測試條的遠端部分58上終止的刀片基底832.刀片826可以由絕緣材料例如塑料、玻璃和硅或導電材料例如不銹鋼和金制成.使用整體化刀片的整體化醫療裝置的進一步描述可參見國際申請PCT/GB01/05634和U.S.專利申請10/143,399.此外，刀片826可例如通過級進模沖壓技術來制造，所述技術如公開在上述國際申請PCT/GB01/05634和U.S.專利申請10/143，399中，圖14是表明與測試條連接的測量儀900的簡化圖解圖.在本發明的一個實施方案中，下列測試條可適于和測量儀900—起使用測試條62、測試條162、測試條800、測試條2000、測試條3000或測試條5000。測量儀900具有至少3個電接觸點，這些電接觸點形成與笫二個工作電極、第一個工作電極和參比電極的電連接。特別是，笫二個接觸點(13、103或812)和參比接觸點(15、105或816)與笫一個電壓源910連接；第一個接觸點(11、101或814)和參比接觸點(15、105或816)與第二個電壓源920連接.當進行測量時，笫一個電壓源910在笫二個工作電極與參比電極之間施加笫一個電位El;笫二個電壓源920在第一個工作電極與參比電極之間施加第二個電位E2.在本發明的一個實施方案中，第一個電位E1和第二個電位E2可以相同，例如約為+0.4V.在本發明的另一個實施方案中，笫一個電位E1和第二個電位E2可以不同.施加血樣，這樣第二個工作電極、第一個工作電極和參比電極被血液復蓋，這容許第二個工作電極和笫一個工作電極測重與葡萄糖和/或非酶特定源成正比的電流，施加樣本5秒鐘后，測量儀900測量第二個工作電極和笫一個工作電極的氧化電流.表l.使用校正和未校正輸出電流的干擾物影響的總結<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>權利要求1.降低電化學傳感器中的干擾的方法，所述方法包括測量在第一個工作電極上的第一個電流，所述第一個工作電極被試劑層覆蓋；測量在第二個工作電極上的第二個電流，其中所述試劑層部分覆蓋所述第二個工作電極，所述第二個工作電極具有覆蓋面積與未覆蓋面積；和使用所述第二個工作電極的所述覆蓋面積與所述未覆蓋面積的比例來計算代表葡萄糖濃度的校正電流值。2,權利要求1的方法，其中所述校正電流值是用以下公式計算的f。、其中(？是校正電流值，W^^是在所述第一個工作電極上的未校正電流密度，附2是在所述第二個工作電極上的未校正電流密度，/lc。v是所述第二個工作電極的涂布面積，且J,是所述第二個工作電極的未涂布面積.3.降低電化學傳感器中的干擾的方法，所述方法包括測量在第一個工作電極上的笫一個電流，其中試刑層部分覆蓋所述第一個工作電極，所述第一個工作電極具有第一個復蓋面積與第一個未覆蓋面積；測量在第二個工作電極上的第二個電流，其中所述試刑層部分覆蓋所述第二個工作電極，所述笫二個工作電極具有笫二個褒蓋面積與笫二個未覆蓋面積；和使用所述第一個和所述第二個工作電極的所述復蓋面積與所述未復蓋面積的比例來計算代表葡萄糖濃度的校正電流值.4.權利要求3的方法，其中所迷校正電流值是用以下公式計算的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(公式7c)其中^"w"是所述笫一個工作電極的未涂布面積；/^"^是所述第二個工作電極的未涂布面積；A。w是所述第一個工作電極的涂布面積；A。^是所述第二個工作電極的涂布面積；G是校正電流值；附/是在所述笫一個工作電極上的未校正電流密度，且WK^是在所述笫二個工作電極上的未校正電流密度.全文摘要本發明描述了當使用電化學傳感器(62)來測量分析物時降低干擾化合物影響的方法。本發明方法特別適用于電化學傳感器，其中傳感器(62)包括襯底(50)、第一個和第二個工作電極(10、12)和參比電極(14)，并且第一個和第二個工作電極或者僅第二個工作電極包括沒有試劑(22)的區域。在本發明中，描述了使用本發明測試條實施方案的算法，其以數學手段校正干擾物影響。文檔編號G01N33/50GK101533007SQ20091000204公開日2009年9月16日申請日期2004年10月29日優先權日2003年10月31日發明者D·E·H·巴斯基費爾德,E·萊珀,L·懷特,O·W·H·達維斯,R·馬沙爾申請人:生命掃描蘇格蘭有限公司
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