專利名稱：生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析液體樣品中的特定成分的生物傳感器和使用方法。
背景技術(shù)：
近年來，從最初利用臨床實(shí)驗(yàn)室樣本檢測，到只需在醫(yī)生辦公室或患者身邊即可 實(shí)現(xiàn)的快速檢測，醫(yī)學(xué)保健發(fā)生了巨大的變化。一次性酶學(xué)生物傳感器經(jīng)常被用于快速檢 測當(dāng)中。以葡萄糖檢測為例，現(xiàn)在患者在家中進(jìn)行測量是十分平常的，并且也是適時(shí)地進(jìn)行 疾病監(jiān)控所必需。使用家庭用葡萄糖生物傳感器進(jìn)行檢測時(shí)，糖尿病患者需要刺破手指取 少量血液加入到生物傳感器中，幾秒鐘之內(nèi)，與生物傳感器搭配使用的測量儀即可測量傳 感器發(fā)生的反應(yīng)并計(jì)算出患者血液中的葡萄糖濃度。這些信息被用來確定應(yīng)該何時(shí)使用胰 島素和使用多少胰島素。人們利用酶特異性的催化作用，開發(fā)出各種類型的生物傳感器。目前，血糖檢測 儀等生物傳感器主要利用電化學(xué)方法。電化學(xué)方法中，通常采用了將陽極和陰極固定在 絕緣的基板上，反應(yīng)試劑覆蓋在電極上。當(dāng)樣品被導(dǎo)入到生物傳感器的內(nèi)部，樣品中的目 標(biāo)物質(zhì)在酶的催化作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而氧或電子傳遞載體被還原，此時(shí)被還原的 氧或者電子傳遞載體因電極電位而被強(qiáng)制氧化，釋放出電子，引發(fā)電子的變化。將這樣的 電子變化予以定量化來間接地檢測出目標(biāo)物質(zhì)含量的方法就是電化學(xué)測定方法。例如， 發(fā)明人為Nankai的美國專利US5，120,420和US5, 320，732，發(fā)明人為Shanks的美國專利 US5, 141，868等都揭示了拋棄型的葡萄糖生物傳感器。這些傳感器由碾壓在一起的兩個塑 料片組成。這種構(gòu)造形成的排氣毛細(xì)管通道能夠?qū)悠芬氲絻?nèi)部的反應(yīng)區(qū)域。當(dāng)樣品通 過毛細(xì)管流動進(jìn)入毛細(xì)通道時(shí)，樣品與酶層和電極接觸，然后對樣品中的被分析物進(jìn)行檢 測。又例如美國專利US5，192，415所公開的生物傳感器，包括一個工作電極和對電極 位于絕緣的底板上，電極上覆蓋了一層反應(yīng)試劑層。樣品與反應(yīng)試劑層上的試劑反應(yīng)，并 通過電極系統(tǒng)檢測出樣品中所含的被檢物質(zhì)，例如血液中的葡萄糖含量。但是當(dāng)樣品量不 夠多時(shí)，檢測程序仍然進(jìn)行，因此常會發(fā)生樣品不能完全覆蓋在工作電極上，造成檢測結(jié)果 不準(zhǔn)確。為了克服上述缺點(diǎn)，在美國專利US5，582，697中加入了用于判斷加樣量是否足夠 的第三電極。美國專利US5，582，697中的第三電極的位置比工作電極和對電極更遠(yuǎn)離樣品 入口，并設(shè)計(jì)成當(dāng)樣品到達(dá)第三電極并可測得電流時(shí)，說明樣品已經(jīng)完全覆蓋了工作電極 和對電極，此時(shí)就可以開始檢測樣品中的被檢物質(zhì)的含量。否則，給出加樣量不夠的警告信 肩、ο但是美國專利US5，582，697第三電極設(shè)置的距離就顯得尤為重要。如果太近，當(dāng) 樣品流動過程中由于毛細(xì)現(xiàn)象會呈現(xiàn)前沿不平齊的狀態(tài)，如前沿成凹陷或凸?fàn)顣r(shí)，會發(fā)生 樣品沒有完全覆蓋在工作電極上時(shí)就已經(jīng)與第三電極接觸，啟動檢測。如果第三電極設(shè)計(jì) 成較遠(yuǎn)距離，雖然能保證樣品能完全覆蓋工作電極，但這樣就要求要用更多的樣品量，例如 就會從病人身上多采集血樣，這會給病人帶來痛苦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述缺陷，提供了 一種檢測準(zhǔn)確，加工方法簡單的生物傳感器。本發(fā)明的生物傳感器包括帶有電極系統(tǒng)的絕緣性底板，一個反應(yīng)試劑層至少覆蓋 在一個電極上，覆蓋層和樣品入口。電極系統(tǒng)至少包括一個工作電極，一個對電極和第三電 極，用于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極比對電極更靠近樣品入口。在一個實(shí)施 例中，所述工作電極位于對電極和第三電極之間。在一個實(shí)施例中，工作電極最接近樣品入 口，對電極最遠(yuǎn)離樣品入口。本發(fā)明還提供所述的生物傳感器用于判斷樣品用量是否足夠的方法，包括提供 一種生物傳感器包括帶有電極系統(tǒng)的絕緣性底板，一個反應(yīng)試劑層至少覆蓋在一個電極 上，覆蓋層，樣品入口，電極系統(tǒng)包括至少一個工作電極，一個對電極和用于判斷被檢測的 樣品量是否足夠的第三電極，第三電極比對電極更靠近樣品入口。加入樣品，測定工作電極 和對電極之間的電流值1，以及工作電極和第三電極之間的電流值2。在一個實(shí)施例中，當(dāng) 所測電流值1為0或極低值值時(shí)，表明加入的用于檢測的樣品量不夠，檢測儀將顯示本次測 試無效。所述極低值值為針對特定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出，例如當(dāng)血樣中葡萄糖濃度為0時(shí)的電流 值。在另一實(shí)施例中，當(dāng)所測電流值1為較低值時(shí)，通過比較電流值1和電流值2之間的絕 對值來判斷加入的樣品量是否能滿足檢測的要求。所述較低值為針對特定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出。 在另一實(shí)施例中，當(dāng)所測電流值1為較大值時(shí)，通過比較電流值1和電流值2之間的偏差率 來判斷加入的樣品量是否能滿足檢測的要求。所述較大值為針對特定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出。本發(fā)明還提供了所述生物傳感器用于檢測樣品中被分析物濃度的方法，將樣品加 入到生物傳感器的樣品入口，并將生物傳感器插入到電子檢測系統(tǒng)，使生物傳感器通過接 觸導(dǎo)線與電子檢測系統(tǒng)相接觸。測定工作電極和對電極之間的電流值1，以及工作電極和第 三電極之間的電流值2。在一個實(shí)施例中，比較電流值1和電流值2之間的偏差或兩者的偏 差率，所述偏差或偏差率大于預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，表明加入的樣品量不夠，儀器將給出樣品 量不夠的信息；所述電流偏差率小于或等于預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，將測定的工作電極和對電 極之間的電流值1換算成檢測樣品中的被檢物質(zhì)的含量值。本發(fā)明的有益效果是用于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極比對電極更 靠近樣品入口，通過電流值之間的比較，能更靈敏，準(zhǔn)確地判斷樣品用量是否滿足檢測用量 的要求，從而使得檢測結(jié)果更準(zhǔn)確；并且通過利用兩組電極間的電流值來判斷樣品用量和 檢測開始時(shí)間，能有效縮短電極間的距離，從而縮短了樣品在生物傳感器上的行程，減少樣 品用量，減少測試者的痛苦。


圖1本發(fā)明生物傳感器分解2本發(fā)明生物傳感器示意3樣品加樣量不能到達(dá)對電極時(shí)，樣品在電極上覆蓋情況的示意4樣品加樣量部分覆蓋對電極時(shí)，樣品在電極上覆蓋情況的示意5樣品加樣量足夠時(shí)，樣品在電極上覆蓋情況的示意6樣品中葡萄糖濃度為60mg/dl時(shí)，電流值變化曲線圖
圖7樣品中葡萄糖濃度為120mg/dl時(shí)，電流值變化曲線8樣品中葡萄糖濃度為280mg/dl時(shí)，電流值變化曲線9樣品中葡萄糖濃度為500mg/dl時(shí)，電流值變化曲線10樣品中葡萄糖濃度為110mg/dl時(shí)，利用切換法測定，電流值變化曲線11樣品中葡萄糖濃度為380mg/dl時(shí)，利用切換法測定，電流值變化曲線12利用本發(fā)明生物傳感器測定葡萄糖含量的準(zhǔn)確性分析圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的生物傳感器100包括一個具有電極系統(tǒng)(103，105，107)的絕緣底板210， 至少位于工作電極103上的反應(yīng)試劑層310，一個覆蓋層225。裝置的各組成部分可以碾壓 在一起或用粘和劑粘貼，也可以用印刷的方式印在底板上以構(gòu)成裝置。如圖1所示，絕緣底板210包括用來檢測液體樣品中被分析物存在與否或含量的 電極(103，105，107)。裝置至少具有三個電極，但也可以包括更多電極。底板210可用各種 材料制造，比如碳、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯樹脂和聚酯。在一個具體實(shí)施例中，底板 可用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。厚度為3-10密耳，例如5密耳(mil，密耳，長度 單位，1密耳等于千分之一英寸，即0. 0254毫米)的PET條帶可以提供適宜的支撐，14密耳 的PET白膜同樣適用。當(dāng)然，許多不同的厚度在本發(fā)明中也可起到很好的作用。底板為電 極和電極導(dǎo)線提供支持。在一個具體的實(shí)施例中，電極和電極導(dǎo)線可以被印刷在絕緣底板上。銀或氯化銀、 石墨、鈀、金、鉬、銥不銹鋼和其他合適的導(dǎo)電材料都可以使用。電極也可以由這些材料組合 而成。例如，電極的一部分可使用一種材料，而該電極的另一部分使用另一種材料。如圖1和2所示，絕緣底板上的電極系統(tǒng)包括一個工作電極103、對電極105和用 于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極107。第三電極107比對電極105更靠近樣品 入口。在一個實(shí)施例中，工作電極103位于對電極105和第三電極107之間，對電極105離 樣品入口 224最遠(yuǎn)。在另一實(shí)施例中，工作電極103比對電極105和第三電極107更靠近 樣品入口。其中絕緣底板210還包括電極導(dǎo)線221，在一端還有連接導(dǎo)線223。連接導(dǎo)線用 來連接生物傳感器和電子檢測系統(tǒng)，電子檢測系統(tǒng)通過連接導(dǎo)線檢測反應(yīng)產(chǎn)生的電流，并 計(jì)算出液體樣品中目標(biāo)分析物存在與否或其含量。絕緣層215覆蓋在電極系統(tǒng)上，在絕緣 層的前端位于電極系統(tǒng)的上方具有開口。反應(yīng)試劑層310位于絕緣層開口內(nèi)，并覆蓋在電 極系統(tǒng)上，形成反應(yīng)室。反應(yīng)試劑層310在至少一個電極上，但也可以覆蓋兩個或所有的電極。反應(yīng)試劑 層含有一種或多種試劑用于檢測液體樣品中被分析物存在與否或其含量。在一個具體實(shí)施 例中，反應(yīng)試劑層包括氧化還原酶和電子接受體，二者用來檢測樣品，并產(chǎn)生一種電子檢測 系統(tǒng)可測的反應(yīng)產(chǎn)物。在一個實(shí)施例中，絕緣層215和覆蓋層226之間存在一個間隙層220。在間隙層對 應(yīng)于反應(yīng)試劑層上方具有樣品入口 224。間隙層可以是粘合劑的材料。在一個具體的實(shí)施例中，目標(biāo)分析物是血液中的葡萄糖。反應(yīng)試劑層含有葡萄糖 氧化酶。試劑還可以包括粘合劑。在一個實(shí)施例中，粘合劑是羥乙基纖維素(HEC)，粘合劑 是親水的并可用來與導(dǎo)入的血液樣品混合，使得在幾秒鐘之內(nèi)建立一個電化電池。其它的材料也可以用來作為粘合劑，例如羥甲基纖維素和羥丙酯纖維素。反應(yīng)試劑層還可包括穩(wěn) 定齊U。在一個實(shí)施例中，穩(wěn)定劑可包含聚乙二醇(PEG)。PEG有利于檢測的快速進(jìn)行。在其 它的實(shí)施例中，反應(yīng)層還可包含調(diào)解物、表面活性劑、聚合體以及有利于進(jìn)行檢測的其他試 劑。任何存能進(jìn)行電化學(xué)檢測的被分析物質(zhì)都可以使用本發(fā)明進(jìn)行檢測。例如葡 萄糖，乳酸鹽、尿素、重碳酸鹽、3-羥基丁酸、(3-HBA)、氨基酸(如L-谷氨酸鹽、天冬氨 酸鹽、L-賴氨酸)、銨、鈉、鈣、痕量金屬和其它能進(jìn)行電化學(xué)檢驗(yàn)的任何被分析物。當(dāng) 3-HBA是待測物質(zhì)時(shí)，反應(yīng)層包括電子傳遞體(例如K3Fe(CN)6, 二茂鐵，亞鐵氰化合物 (hexacyanpferrate))，酶(例如3-HBA脫氫酶和硫鋅酰胺脫氫酶)和NAD輔助因子。用本裝置可以檢測任何液體樣品或液化樣品。例如，被測樣品包括全血、血清、血 漿、尿和唾液。也可檢測臨床樣品，生物樣品和環(huán)境樣品，這些樣品在檢測之前必須液化。液 體樣品可以是緩沖液或含有固態(tài)或氣態(tài)生物物質(zhì)的懸浮液。本發(fā)明的生物傳感器和使用方法可以用來定性或定量檢測任何被分析物和酶。例 如，被分析物可以是大分子，如肽、蛋白質(zhì)(如抗體或接收體)，寡核苷酸，核酸、維生素、低 聚糖、碳水化合物、脂，也可以是小分子，或它們的混合物。典型的蛋白質(zhì)和肽包括酶、離子 通道和離子泵的運(yùn)輸?shù)鞍住I養(yǎng)和貯存蛋白、收縮和運(yùn)動蛋白(如肌動蛋白和阻凝蛋白)、 結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白、調(diào)節(jié)蛋白(如抗體、激素和生長因子)。典型的核酸包括DNA(如A-， B-, Z-DNA)、RNA (如mRNA，tRNA和rRNA)。核酸可以是單鏈、雙鏈和三鏈核酸。典型的維生 素包括水溶性維生素(如硫胺，核黃素、煙酸、泛酸、VB6、生物素、葉酸、VB12和VC)和脂溶 性微生物(VA，VD，VE，VK)。典型的脂包括甘油三酸酯(如硬脂酸甘油酯、棕櫚酸甘油酯和 三油精)、蠟、磷酸甘油酯(如磷酸酯酰乙醇胺)、卵磷脂、磷酸酰絲氨酸、磷脂酰纖維醇和心 磷脂、鞘脂類(如鞘磷脂)、腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂、固醇(如膽固醇和豆固醇)、固醇脂肪酸 酯。脂肪酸可以是飽和脂肪酸(如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、二十碳飽和脂肪酸和 二十四碳酸)，也可以是不飽和脂肪酸(如棕櫚油酸，油酸，亞油酸，亞麻酸和花生四烯酸)。被檢測的物質(zhì)或酶可能是生物路徑、細(xì)胞周期的一個階段、細(xì)胞類型、組織類型、 器官列型、發(fā)育階段、疾病紊亂或感染類型、藥物或其它治療的標(biāo)志物。典型的組織包括連 接組織、上皮、肌肉或神經(jīng)組織、典型的器官包括眼睛的附屬器官、環(huán)纏器官、聽覺器官、奇 比茲(Chievitz)器官、室周器官，科蒂氏(Corti)器官，要害器官、釉質(zhì)器官，傳感器官，女 性外生殖器官，男性外生殖器官，流動器官，RufTini散形器官，生殖器官，高爾基腱器官，味 覺器官、聽覺器官、女性內(nèi)生殖器官、男性內(nèi)生殖器官、插入器官、犁鼻(Jacobson)器官、神 經(jīng)體液器官，神經(jīng)腱器官，嗅覺器官，耳石器官，下垂器官，洛森米勒(Rosenmuller)器官， 感覺器官，螺旋器官，連合下器官，穹窿下器官，過剩器官，觸覺器官，靶器官，泌尿器官，葉 片終端脈管器官，前庭器官，前庭窩(vestibulocochlear)器官，退化器官、視覺器官，犁鼻 器官，游走器官，韋伯(Weber)器官和嗜鉻體(Zuckerkandl)器官。典型的動物內(nèi)部器官 包括腦，肺，肝，脾，骨髓，胸腺，心臟，淋巴腺，血液，骨，軟骨，胰腺，腎，膽囊，胃，腸，睪丸，卵 巢，子宮，直腸，神經(jīng)系統(tǒng)，腺體，內(nèi)血管。典型的疾病或紊亂包括腫瘤，癌癥，免疫系統(tǒng)疾病 或紊亂，代謝疾病或紊亂，肌肉和骨骼疾病及紊亂，神經(jīng)系統(tǒng)疾病及紊亂，信號疾病及紊亂， 運(yùn)輸疾病及紊亂。在一個具體實(shí)施例中，覆蓋層225至少內(nèi)表面由親水性材料制成。覆蓋層上有一通氣孔226，該通氣孔可使傳感器反應(yīng)室與外界的空氣相流通。通氣孔可以是凹槽，但在其 它的實(shí)施例中，通氣孔可以是允許空氣在傳感器反應(yīng)室與外部流通的任何形狀。通氣孔還 可位于間隙層上。在一些實(shí)施例中，覆蓋層可以是被印刷到傳感器上的絕緣墨水。覆蓋層 還可以含有粘合劑，使其可以粘附至疏水保護(hù)層(若存在)、絕緣層215和底板。在某一實(shí)施例中，本發(fā)明所述的生物傳感器用于判斷樣品用量是否足夠的方法。 在進(jìn)行樣品檢測時(shí)，將生物傳感器插接到電子檢測系統(tǒng)后，被檢樣品滴加到樣品入口 224 處，樣品通過毛細(xì)管作用或其他的方式被導(dǎo)入到傳感器的電極系統(tǒng)上，并與反應(yīng)試劑層上 的試劑發(fā)生反應(yīng)。由于加樣量的不同，樣品在生物傳感器內(nèi)的運(yùn)動會發(fā)生幾種情形。如果加入的樣 品量不能滿足檢測用量要求，在預(yù)先設(shè)定的檢測時(shí)間內(nèi)，樣品10不會到達(dá)對電極(如圖3) 或僅覆蓋了對電極的一部分(圖4)。在這種情況下，會出現(xiàn)加入的樣品未達(dá)到工作電極進(jìn) 行檢測所需的覆蓋區(qū)域要求，使得被分析物的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。如果加入的樣品量足夠，如 圖5所示，樣品10會完全覆蓋最遠(yuǎn)離樣品入口的對電極，此時(shí)樣品必定覆蓋了工作電極進(jìn) 行檢測所需的區(qū)域要求。將電壓加到工作電極103和對電極105上，測定工作電極103和對電極105的電 流值1。經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后，電壓加在工作電極103和第三電極107上并測定電流值 2。當(dāng)加入的樣品量非常不足時(shí)，被測樣品不能到達(dá)對電極105或者樣品僅覆蓋在對電極 105的極少一部分。此時(shí)測得的工作電極103和對電極105之間所測電流值1為0或極低 值(本發(fā)明所述的極低值通常是指當(dāng)樣品中被檢測的物質(zhì)，比如血樣中葡萄糖，濃度為0時(shí) 所測得的電流值)，電子檢測系統(tǒng)將顯示本次測試無效，告知操作者加入的樣品量不夠?；?者，樣品前沿只是覆蓋了對電極105的一部分，此種情況不能使反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速 度。而第三電極105已經(jīng)完全被樣品覆蓋，工作電極103和第三電極107之間已經(jīng)達(dá)到最 大反應(yīng)速度。因此，當(dāng)從測定電流值1切換到電流值2時(shí)，兩個電流值之間有很大的差異。 在一個實(shí)施例中，當(dāng)電流值1和電流值2之間的偏差絕對值或偏差率絕對值(本發(fā)明所述 的偏差率絕對值是指電流值1與電流值2作差取絕對值后再去除電流值1或電流值2后所 得值)大于預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，例如，該預(yù)先設(shè)定偏差率值為30%。電子檢測系統(tǒng)將給出樣品 量不夠的信息。當(dāng)加入的樣品量足夠時(shí)，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，樣品覆蓋對電極105的足夠 區(qū)域，此時(shí)樣品必定也覆蓋了工作電極的足夠區(qū)域。因?yàn)閷﹄姌O和第三電極被樣品覆蓋的 區(qū)域都是足夠的，此時(shí)工作電極103和對電極105之間所測得的電流值1，工作電極103和 第三電極107之間所測電流值2之間的值相等或差異很小?？梢圆捎枚喾N方法比較電流值1和電流值2，從而對加入的樣品量是否足夠作出 判斷。在一個實(shí)施例中，在預(yù)先設(shè)定的判斷時(shí)間，被測樣品不能到達(dá)對電極105或者樣品僅 覆蓋在對電極105的極少一部分，電流值1的值為0或極低值時(shí)，此時(shí)判斷加樣量不夠。在 另一個實(shí)施例中，當(dāng)樣品中的被檢測物質(zhì)含量非常低，例如樣品葡萄糖濃度小于30mg/dl， 在預(yù)先設(shè)定的判斷時(shí)間，測得的電流值1和電流值2都很低，此時(shí)通過比較兩者之差的絕對 值與預(yù)先設(shè)定的值比較，來判斷加樣量是否足夠。在一個實(shí)施例中，當(dāng)樣品中的被檢測物質(zhì) 含量高，在預(yù)先設(shè)定的判斷時(shí)間，測得的電流值1的值為0或極低值時(shí)，此時(shí)判斷加樣量不 夠。測得的電流值1的值不為0或極低值時(shí)，計(jì)算電流值1和電流值2之間的偏差率絕對 值。當(dāng)所述偏差率絕對值小于預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，例如該預(yù)先設(shè)定偏差率值為30%，判斷為加
8樣量足夠，電子檢測系統(tǒng)將準(zhǔn)確的給出被檢物質(zhì)含量值。反之，給出加樣量不足的信息。所述的預(yù)先設(shè)定的值在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)得出的，作為一個對比的參 數(shù)。在一個實(shí)施例中，選取含不同濃度的被檢物質(zhì)的樣品，在不同的反應(yīng)試劑配方，不同的 檢測溫度環(huán)境，不同的干擾物質(zhì)等影響因素下進(jìn)行測定。當(dāng)加樣量足夠時(shí)得到一系列的電 流值1和電流值2的之間的偏差值或偏差率Al、A2、…An。當(dāng)加樣量不足時(shí)，得到一系列 的電流值1和電流值2的之間的偏差值或偏差率Bi、B2、-Bn0通過概率統(tǒng)計(jì)方法，預(yù)先 設(shè)定值就被確定在大于A中的最大值并小于B中的最小值范圍內(nèi)。實(shí)施例1判斷含有不同葡萄糖濃度的樣品加樣量是否足夠的驗(yàn)證試驗(yàn)將含有葡萄糖濃度分別為60mg/dl，120mg/dl, 280mg/dl, 500mg/dl的血液加入到 本發(fā)明的生物傳感器中進(jìn)行檢測。其中每種濃度分別加入滿足檢測要求的血液量和不滿足 檢測要求的血液量各10組。結(jié)果見表1-4及圖6-9所示。結(jié)果表明，在樣品量足夠時(shí)，5.0 秒時(shí)的電流值1和5. 1秒時(shí)的電流值2之間的偏差很小，其偏差率均小于5%，在5. 0秒和 5. 1秒之間的曲線圖幾乎沒有變化。但當(dāng)樣品量不能滿足檢測要求時(shí)，5. 0秒時(shí)的電流值1 和5. 1秒時(shí)的電流值2之間的偏差很大，其偏差率的絕對值大于30%或?yàn)闊o窮大，在5. 0秒 和5. 1秒之間的曲線圖會出現(xiàn)一個明顯的陡峰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用本發(fā)明的生物傳感器 所產(chǎn)生的電流值1和電流值2，并比較電流值1和電流值2，能很好的反映出加樣量是否足 夠，并且不受樣品中葡萄糖濃度的影響，具有較好的穩(wěn)定性。表 1 表2 表3 在另一個實(shí)施例中，當(dāng)樣品加入后，即進(jìn)行電流值1和電流值2循環(huán)檢測和比較。 當(dāng)兩者電流值之間的比對關(guān)系符合預(yù)先設(shè)定的判斷加樣量足夠的值時(shí)，停止電流值1和電 流值2之間的比較，即進(jìn)行樣品中被分析物的含量測定，并給出準(zhǔn)確的被分析含量值。反 之，在規(guī)定循環(huán)次數(shù)內(nèi)，兩者電流值之間的比對關(guān)系不符合預(yù)先設(shè)定的判斷加樣量足夠的 值時(shí)，電子檢測儀器給出樣品量不足的信息。實(shí)施例2利用循環(huán)檢測的方法判斷含有不同葡萄糖濃度的樣品加樣量是否足夠 的驗(yàn)證試驗(yàn)將含有葡萄糖濃度分別為110mg/dl，380mg/dl的血液加入到本發(fā)明的生物傳感 器中進(jìn)行檢測，結(jié)果如表5和圖10所示。分別比較1. 0秒時(shí)的電流值1和1. 1秒時(shí)的電流 值2，比較3. 0秒時(shí)的電流值1和3. 1秒時(shí)的電流值2，比較5. 0秒時(shí)的電流值1和5. 1秒 時(shí)的電流值2。判斷加樣量是否足夠的參數(shù)為10%，當(dāng)電流值1和電流值2之間的偏差率 的絕對值小于10 %時(shí)，判斷加樣量足夠，反之，判斷為加樣量不夠。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，在預(yù)先 設(shè)定的檢測次數(shù)內(nèi)，加入了足夠量的樣品時(shí)，在檢測時(shí)間點(diǎn)，偏差率的絕對值小于10%。開 始加入的樣品量不足時(shí)，在檢測時(shí)間點(diǎn)測得的電流值的偏差率的絕對值大于預(yù)先設(shè)定的參 數(shù)時(shí)，說明加樣量不夠。表 5
從測定電流值2切換到測定電流值1之間的間隔時(shí)間控制在1秒內(nèi)，優(yōu)選的為0. 1秒。在另一個實(shí)施例，本發(fā)明所述生物傳感器100用于檢測樣品中被分析物濃度的方 法。將生物傳感器100插入到電子檢測系統(tǒng)，使生物傳感器通過接觸導(dǎo)線與電子檢測系統(tǒng) 相接觸，并將含有被分析物的檢測樣品加入樣品入口 224。測定工作電極103和對電極105 之間的電流值1，以及工作電極103和第三電極107之間的電流值2。對電流值1和電流值 2的數(shù)值進(jìn)行比較，若加入的樣品量判斷為不夠時(shí)，電子檢測系統(tǒng)給出加樣量不夠的信息， 檢測儀將顯示本次測試無效。若加入的樣品量判斷為滿足檢測要求時(shí)，將工作電極103和 對電極之間的電流值換算成檢測樣品中的被分析物的含量值。實(shí)施例3利用本發(fā)明的生物傳感器測定血液中的葡萄糖含量檢測結(jié)果打開血糖檢測儀(例如艾康公司的ON CALL 血糖檢測儀)，使儀器處于檢測狀 態(tài)。將本發(fā)明所述的生物傳感器插入檢測儀器上，分別對含有不同葡萄糖濃度的血液進(jìn)行 檢測。檢測結(jié)果見表7和圖11所示。表6 試驗(yàn)表明，本發(fā)明所述的生物傳感器測定的準(zhǔn)確率高。
1權(quán)利要求
一種生物傳感器，包括帶有電極系統(tǒng)的絕緣性底板，一個反應(yīng)試劑層覆蓋在至少一個電極上，一個覆蓋層，樣品入口，電極系統(tǒng)至少包括一個工作電極，一個對電極和一個第三電極，其特征在于用于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極比對電極更靠近樣品入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于所述工作電極位于對電極和第三電 極之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，工作電極比對電極和第三電極更 靠近樣品入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，覆蓋層覆蓋在電極系統(tǒng)之上，與底 板之間具有一定的空隙從而形成樣品入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，帶有電極系統(tǒng)的底板，覆蓋層之間 以碾壓或粘合劑粘合的方式組合在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，覆蓋層至少內(nèi)表面為親水性材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，反應(yīng)試劑層包括氧化還原酶和電 子傳遞載體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的生物傳感器用于判斷樣品用量是否足夠的方法，包括提供一種生物傳感器包括帶有電極系統(tǒng)的絕緣性底板，一個反應(yīng)試劑層覆蓋在至少一 個電極上，一個覆蓋層，樣品入口，電極系統(tǒng)至少包括一個工作電極，一個對電極和第三電 極，用于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極比對電極更靠近樣品入口；加入樣品，測定工作電極和對電極之間的電流值1，以及工作電極和第三電極之間的電 流值2;比較電流值1和電流值2之間的值，從而判斷加入的樣品量是否滿足檢測的用量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所測電流值1為0或極低值時(shí)，判斷為 加入的樣品量不能滿足檢測的用量要求。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所測電流值1為比較低的值時(shí)，通過比 較電流值1和電流值2之間的絕對值來判斷加入的樣品量是否能滿足檢測的要求。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所測電流值1較大時(shí)，通過比較電流值 1和電流值2之間的偏差率的絕對值來判斷加入的樣品量是否能滿足檢測的要求。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)電流值1和電流值2之間的偏差率的 絕對值小于預(yù)先設(shè)定的值，判斷為加入的樣品量能滿足檢測的要求。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)電流值1和電流值2之間的偏差率絕 對值大于預(yù)先設(shè)定的值，判斷為加入的樣品量不能滿足檢測的要求。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，電流值1和電流值2之間的測定切換間 隔時(shí)間小于1秒。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，電流值1和電流值2之間的測定切換間 隔時(shí)間為0. 1秒。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的生物傳感器用于檢測樣品中被分析物濃度的方法，包括將樣品加入到生物傳感器的樣品入口，所述生物傳感器包括 提供一種生物傳感器包括帶有電極系統(tǒng)的絕緣性底板，一個反應(yīng)試劑層覆蓋在至少一 個電極上，一個覆蓋層，樣品入口，電極系統(tǒng)至少包括一個工作電極，一個對電極和第三電 極，用于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極比對電極更靠近樣品入口； 將生物傳感器插入到電子檢測系統(tǒng)；測定工作電極和對電極之間的電流值1，以及工作電極和第三電極之間的電流值2 ； 比較電流值1和電流值2之間的數(shù)值，并于預(yù)先設(shè)定的值比較，若判斷為加入的樣品量 不能滿足檢測用量要求，給出樣品量不足的錯誤信息；若判斷為加入的樣品量能滿足檢測 用量要求，電子檢測系統(tǒng)將給出檢測樣品中的被檢物質(zhì)的含量值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，用于檢測血液中葡萄糖含量。全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測樣品中被分析物含量的生物傳感器及其使用方法。所述生物傳感器包括絕緣性底板，覆蓋層，樣品入口，其中電極系統(tǒng)至少包括一個工作電極、一個對電極和第三電極，反應(yīng)試劑層覆蓋在至少一個電極上。用于判斷被檢測的樣品量是否足夠的第三電極比對電極更靠近樣品入口。本發(fā)明還提供了通過工作電極和對電極之間所測得的電流值與工作電極和第三電極之間所測得的電流值的比較，準(zhǔn)確地判斷加入的樣品量是否足夠。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠更準(zhǔn)確的檢測樣品中被分析物的含量。
文檔編號G01N27/30GK101900701SQ200910142768
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者楊清剛, 林鎮(zhèn)南, 王嘉麟, 章子毅 申請人:利多(香港)有限公司