ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОДАТЧИКОВ, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ В СИСТЕМАХ ИЗМЕРЕНИЙ УРОВНЯ АНАЛИТА Российский патент 2022 года по МПК G01N27/327 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Эта заявка, в общем, направлена на системы измерений уровня аналита, а более конкретно, на способы для определения загрязнения, например, загрязнения влагой биодатчика, используемого в системах измерений уровня аналита.

Уровень техники

[0002] Обнаружение аналита в физиологических жидкостях, например, в крови или извлекаемых из крови продуктах, имеет постоянно растущую значимость для сегодняшнего общества. Количественные исследования для обнаружения аналита находят применение во множестве вариантов применения, включающих в себя клиническое лабораторное тестирование, домашнее тестирование и т.д., причем результаты такого тестирования играют заметную роль в периодической диагностике и контроле во множестве состояний заболевания. Интересующие аналиты включают в себя глюкозу для контроля диабета и холестерина, в числе других. В ответ на растущую значимость обнаружения аналита, разработано множество протоколов и устройств тестирования для клинического и домашнего использования.

[0003] Один способ, который используется для обнаружения аналита жидкой пробы, представляет собой электрохимический способ. В таком способе, водная жидкая проба, к примеру, проба крови осаждается на биодатчик и заполняется в камеру для приема проб электрохимического элемента, который включает в себя два электрода, например, противо- и рабочий электрод. Аналиту разрешается реагировать с окислительно-восстановительным реагентом, чтобы формировать окисляющееся (или восстанавливаемое) вещество в количестве, соответствующем концентрации аналита. Количество присутствующего окисляющегося (или восстанавливаемого) вещества затем оценивается электрохимически и связывается с количеством аналита, присутствующего в осаждаемой пробе.

[0004] Например, одна из систем измерения уровня глюкозы в крови, изготовленная компанией LifeScan Inc. и продаваемая как OneTouch Verio ("Verio"), демонстрирует очень хорошую общую производительность и точность.

[0005] Тем не менее, любая система измерений уровня аналита может быть подвержена различным режимам неэффективности и/или ошибки. Например, биодатчики, используемые в системах измерений уровня аналита, такие как одноразовые тестовые полоски, могут становиться загрязненными или поврежденными при хранении пациентами для самостоятельных анализов крови, таких как тесты уровня глюкозы в крови. К сожалению, загрязненные или поврежденные тестовые полоски могут приводить к ошибочным или более высоким, чем ожидается, измерениям концентрации аналита. Эти ошибочные измерения могут вводить в заблуждение исследуемого в силу назначения неправильной дозировки лекарств с потенциально катастрофическими результатами. Следовательно, существует насущная потребность в том, чтобы определять то, фактически возникает либо нет критическая величина загрязнения или повреждения биодатчика, перед сообщением результата измерения уровня аналита.

Краткое описание чертежей

[0006] В силу этого способ, которым могут пониматься признаки раскрытия сущности, приводится в подробном описании со ссылкой на конкретные варианты осуществления, некоторые из которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Тем не менее, следует отметить, что чертежи иллюстрируют только конкретные варианты осуществления и в силу этого не должны считаться ограничением его объема, поскольку объем раскрытого предмета изобретения охватывает другие варианты осуществления также. Чертежи необязательно должны быть нарисованы в масштабе, при этом акцент, в общем, делается на иллюстрацию признаков конкретных вариантов осуществления. На чертежах, аналогичные номера используются для того, чтобы указывать аналогичные части на различных видах.

[0007] Фиг. 1 иллюстрирует вид в перспективе системы измерений уровня аналита, включающей в себя тестовый измерительный прибор и биодатчик (тестовую полоску), в соответствии с аспектами, изложенными в данном документе;

[0008] Фиг. 2 является обращенным вверх видом схемной платы, расположенной в тестовом измерительном приборе по фиг. 1, иллюстрирующим различные компоненты, в соответствии с аспектами, изложенными в данном документе;

[0009] Фиг. 3A является видом в перспективе собранной тестовой полоски, подходящей для использования в системе измерений уровня аналита по фиг. 1 и 2;

[0010] Фиг. 3B является покомпонентным видом в перспективе тестовой полоски по фиг. 3A;

[0011] Фиг. 3C является развернутым видом в перспективе ближней части тестовой полоски по фиг. 3A и 3B;

[0012] Фиг. 3D является видом в плане снизу тестовой полоски по фиг. 3A-3C;

[0013] Фиг. 3E является видом сбоку в вертикальном сечении тестовой полоски по фиг. 3A-3D;

[0014] Фиг. 3F является видом в плане сверху тестовой полоски по фиг. 3A-3E;

[0015] Фиг. 3G является частичным видом сбоку в вертикальном сечении ближней части тестовой полоски по фиг. 3A-3F;

[0016] Фиг. 4 является упрощенной принципиальной схемой, показывающей тестовый измерительный прибор, электрически взаимодействующий с частями тестовой полоски, такой как тестовая полоска, проиллюстрированная на фиг. 3A-3F;

[0017] Фиг. 5A показывает пример тестовой формы сигнала, прикладываемой посредством тестового измерительного прибора по фиг. 4 к рабочему и противоэлектроду тестовой полоски в течение предписанных интервалов времени для определения аналита в пробе, применяемой к тестовой полоске;

[0018] Фиг. 5B иллюстрирует измеренный ток во времени на основе формы сигнала по фиг. 5A для номинальной тестовой полоски;

[0019] Фиг. 5С является блок-схемой последовательности операций, представляющей способ для определения концентрации аналита в тестовой полоске;

[0020] Фиг. 6A иллюстрирует графическое сравнение, иллюстрирующее измеренные значения тока между номинальной тестовой полоской и загрязненной тестовой полоской во времени на основе части формы сигнала по фиг. 5A; и

[0021] Фиг. 6B является блок-схемой последовательности операций, представляющей способ для определения присутствия загрязнения в тестовой полоске в соответствии с аспектами, изложенными в данном документе.

Подробное описание изобретения

[0022] Нижеприведенное подробное описание должно читаться со ссылкой на чертежи, при этом аналогичные элементы на различных чертежах нумеруются идентично. Чертежи, которые не должны обязательно масштабироваться, иллюстрируют выбранные варианты осуществления и не имеют намерение ограничивать объем изобретения. Подробное описание иллюстрирует, в качестве примера, а не в качестве ограничения, принципы изобретения. Это описание должно четко обеспечивать возможность специалистам в данной области техники осуществлять и использовать изобретение и описывает несколько вариантов осуществления, адаптаций, варьирований, альтернатив и вариантов использования изобретения, включающих в себя то, что в настоящее время считается оптимальным режимом осуществления изобретения.

[0023] При использовании в данном документе, термины "примерно" или "приблизительно" для любых числовых значений или диапазонов указывают подходящий допуск на размер, который обеспечивает возможность части или совокупности компонентов функционировать согласно намеченной цели, как описано в данном документе. Помимо этого, при использовании в данном документе, термины "пациент", "носитель заболевания", "пользователь" и "исследуемый" означают любого исследуемого человека или животное и не имеют намерение ограничивать системы или способы использованием для человека, хотя использование рассматриваемых технологий для пациента-человека представляет предпочтительный вариант осуществления.

[0024] Настоящее раскрытие сущности относится, частично, к технологиям для определения, с помощью биодатчика, такого как одноразовая тестовая полоска, того, загрязнен или поврежден либо нет биодатчик, до проведения теста для определения концентрации аналита применяемой пробы. В дополнение к загрязнению влагой, эти технологии могут применяться к тестовым полоскам, которые подвергнуты воздействию экстремальных температур (например, значительно превышающих типичные комнатные температуры), избыточного света, более высоких уровней влажности и т.д. Такое загрязнение или подвергание воздействию, которое может получаться в результате ненадлежащего хранения, может приводить к определенному количеству медиатора при преобразовании электрода тестовой полоски, например, из феррицианида калия в ферроцианид калия. В одном примере, загрязненная влагой тестовая полоска для определения уровня глюкозы в крови может иметь ошибочно более высокий результат, чем ожидаемый результат, который составляет приблизительно на 80 мг/дл (или более) выше, чем фактическое значение глюкозы в крови. В таком случае, это более высокое измерение, чем ожидаемое измерение, может приводить к некорректно большой дозе инсулина, назначаемой пациенту, приводя к серьезному влиянию на здоровье пациента.

[0025] С другой стороны, если небольшое количество влаги загрязняет тестовую полоску, так что тестовая полоска по-прежнему может выдавать результаты, которые находятся в пределах приемлемого диапазона точности, результат тестирования должен отображаться пациенту. Таким образом, простые способы, которые определяют только то, что некоторый неизвестный уровень влаги загрязняет тестовую полоску, не разрешают проблему исключения результатов, превышающих ожидаемые результаты, и снижают результативность лечения пациента в силу увеличения затрат на тестирование глюкозы в крови. Помимо этого, технология, которая требует нового тестового измерительного прибора или дополнительных физических тестовых полосок, является несовместимой с ранее развернутыми блоками, также увеличивая затраты. Дополнительно, любое тестирование тестовой полоски для того, определять загрязнение, должно быть эффективным только в том случае, если это тестирование непосредственно не повреждает или препятствует использованию тестовой полоски, чтобы полоски, чтобы выполнять измерение уровня аналита.

[0026] Хотя система Verio, поясненная ранее, имеет очень хорошую общую производительность, тем не менее, тестирование показывает то, что биодатчики не являются абсолютно непроницаемыми для загрязнения, такого как загрязнение, которое может возникать в результате ненадлежащего устройства тестовых полосок. Такое загрязнение может включать в себя загрязнение влагой или загрязнение посредством другой внешней причины или управляющего воздействия (температуры, света, влажности). В попытках находить способы уменьшать влияние загрязнения, в данном документе предоставляется технология для того, чтобы предупреждать пользователей в отношении тестовых полосок, которые должны формировать ошибочные результаты вследствие загрязнения на основе условий хранения и условий окружающей среды. Следовательно, различные аспекты способа определения того, загрязнен или нет биодатчик, представляются в данном документе. В одном примере настоящей технологии, измерение уровня аналита может проводиться одновременно вместе с определением загрязнения, так что если биодатчик не считается загрязненным или поврежденным, результат тестирования может выдаваться (отображаться) для пациента. Так же, если тестовая полоска считается загрязненной, результат тестирования может подавляться, с тем чтобы избегать предоставления более высокого показания, чем ожидаемое показание по уровню аналита, пациенту, что может приводить к ненадлежащему дозированию лечения.

[0027] Вообще говоря и согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления, предоставляется способ для определения загрязнения биодатчика. Биодатчик загружается в тестовый измерительный прибор, и проба применяется к биодатчику. Первое предварительно определенное напряжение прикладывается между разнесенными электродами электрохимического элемента в течение первого предварительно определенного временного интервала и второе предварительно определенное напряжение между разнесенными электродами в течение второго предварительно определенного временного интервала после первого предварительно определенного временного интервала. Первые значения тока измеряются в течение первого предварительно определенного временного интервала. первое опорное значение определяется на основе суммы первых значений тока в течение первого предварительно определенного временного интервала. Вторые значения тока измеряются в течение второго предварительно определенного временного интервала. Второе опорное значение определяется на основе пикового значения тока, измеренного в течение второго предварительно определенного временного интервала. Третье опорное значение определяется на основе скорости изменения значений тока, измеренных после пикового значения тока в течение второго временного интервала. Определение того, загрязняется или нет биодатчик, может быть основано на одном или более из первого-третьего опорных значений. Сообщение концентрации аналита подавляется при определении того, что биодатчик загрязнен. В другом варианте осуществления, представляется тестовый измерительный прибор, который выполняет этапы способа, отмеченные выше.

[0028] Вышеуказанные варианты осуществления имеют намерение представлять собой просто примеры. Из нижеприведенного пояснения должно быть очевидным, что другие варианты осуществления находятся в пределах объема раскрытого предмета изобретения.

[0029] Ниже описываются конкретные рабочие примеры относительно фиг. 1-6.

[0030] Фиг. 1 иллюстрирует систему контроля диабета, которая включает в себя портативный тестовый измерительный прибор 10 и биодатчик, причем второй из них предоставляется в форме одноразовой тестовой полоски 62, которая выполнена с возможностью обнаружения глюкозы в крови. Для целей нижеприведенного пояснения, портативный тестовый измерительный прибор синонимично называется во всем документе "блоком контроля и измерений уровня аналита", "измерительным прибором для определения уровня глюкозы", "измерительным прибором" и/или "измерительным приборным блоком". Хотя не показано в этом виде и, по меньшей мере, в одном варианте осуществления, портативный тестовый измерительный прибор может комбинироваться с устройством подачи инсулина, дополнительным устройством тестирования аналита и устройством доставки лекарственных средств. Портативный тестовый измерительный прибор может соединяться с удаленным компьютером или удаленным сервером через кабель или подходящую беспроводную технологию, такую как, например, GSM, CDMA, Bluetooth, Wi-Fi и т.п. Такие системы измерений уровня аналита описываются в патенте (США) номер 8709232 B2, выданном 29 апреля 2014 года и озаглавленном "Analyte Measurement Technique and System", и в международной публикации патента номер WO 2012/012341 A1, опубликованной 26 января 2012 года и озаглавленной "System and Method for Measuring the Analyte in the Sample", каждая из которых полностью содержится в данном документе по ссылке.

[0031] По-прежнему ссылаясь на фиг. 1, портативный тестовый измерительный прибор 10 задается посредством кожуха 11, имеющего множество кнопок (16, 18 и 20) пользовательского интерфейса, которые располагаются на обращенной поверхности. Дисплей 14 предоставляется в дополнение к отверстию 22 порта полоски, которое выполнено с возможностью принимать биодатчик (тестовую полоску 62). Кнопки (16, 18 и 20) пользовательского интерфейса могут быть выполнены с возможностью обеспечивать возможность ввода данных, навигации по меню и выполнения команд. Должно быть очевидным, что конфигурация и функциональность кнопок пользовательского интерфейса портативного тестового измерительного прибора 10 имеют намерение представлять собой пример, и модификации и варьирования являются возможными. Согласно этому конкретному варианту осуществления, кнопка 18 пользовательского интерфейса может иметь форму двухпозиционного рычажного переключателя. Данные могут включать в себя значения, представляющие концентрацию аналита и/или информацию, которая связана с повседневным образом жизни человека. Информация, которая связана с повседневным образом жизни, может включать в себя рацион питания, применение лекарственных препаратов, проведение профилактических медицинских осмотров и общее состояние здоровья и уровни физических нагрузок человека.

[0032] Как представлено на фиг. 2 и показано в упрощенной схематичной форме, электронные компоненты портативного тестового измерительного прибора 10 могут располагаться на схемной плате 34, содержащейся во внутренней части кожуха 11, фиг. 1. Согласно этому варианту осуществления, электронные компоненты включают в себя разъем 23 порта полоски, операционную усилительную схему 35, микроконтроллер 38, разъем 14a дисплея, энергонезависимое запоминающее устройство 40, тактовый генератор 42 и первый беспроводной модуль 46. На противостоящей нижней поверхности схемной платы 34, электронные компоненты могут включать в себя разъем аккумулятора (не показан) и порт 13 передачи данных. Следует понимать, что относительная позиция различных электронных компонентов может варьироваться, и конфигурация, описанная в данном документе, является примерной.

[0033] Микроконтроллер 38 может электрически соединяться с разъемом 23 порта полоски, совмещенным с отверстием 22 порта полоски (фиг. 1), операционной усилительной схемой 35, первым беспроводным модулем 46, дисплеем 14, энергонезависимым запоминающим устройством 40, тактовым генератором 42, по меньшей мере, одним аккумулятором (не показан), портом 13 передачи данных и кнопкам (16, 18 и 20) пользовательского интерфейса.

[0034] Операционная усилительная схема 35 может включать в себя два или более операционных усилителя, выполненные с возможностью предоставлять часть функции потенциостата и функции измерения тока. Функция потенциостата может означать приложение тестового напряжения, по меньшей мере, между двумя электродами тестовой полоски. Функция тока может означать измерение тестового тока, получающегося в результате прикладываемого тестового напряжения. Измерение тока может выполняться с помощью преобразователя тока в напряжение. Микроконтроллер 38 может иметь форму микропроцессора 430 смешанных сигналов (MSP), такого как, например, MSP компании Texas Instruments (TI). MSP 430 может быть выполнен также выполнять часть функции потенциостата и функции измерения тока. Помимо этого, эти 430 также могут включать в себя энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство. В другом варианте осуществления, многие электронные компоненты могут интегрироваться с микроконтроллером в форме специализированной интегральной схемы (ASIC).

[0035] Разъем 23 порта полоски может быть выполнен с возможностью формировать электрическое соединение с тестовой полоской 62. Разъем 14a дисплея может быть выполнен с возможностью присоединяться к дисплею 14. Для целей этого описания, дисплей 14 может иметь форму жидкокристаллического дисплея для сообщения измеренных уровней глюкозы и для упрощения ввода связанной с образом жизни информации. Дисплей 14 необязательно может включать в себя заднюю подсветку. Порт 13 передачи данных может принимать подходящий разъем, присоединенный к соединительному выводному проводу, за счет этого позволяя тестовому измерительному прибору 10 соединяться с внешним устройством, таким как персональный компьютер (не показан). Для целей этого описания, порт 13 передачи данных может представлять собой любой порт, который обеспечивает возможность передачи данных, такой как, например, последовательный, USB или параллельный порт. К порту 13 передачи данных может осуществляться доступ через кожух 11 портативного тестового измерительного прибора 10. Тактовый генератор 42 может быть выполнен с возможностью хранить текущее время, связанное с географической областью, в которой расположен пользователь, а также с возможностью измерения времени. Тестовый измерительный прибор может быть выполнен с возможностью электрически соединяться с источником подачи мощности, таким как, например, по меньшей мере, один встроенный аккумулятор (не показан).

[0036] Фиг. 3A-3G показывают различные виды тестовой полоски 62, подходящей для использования со способами и системами, описанными в данном документе. В примерном варианте осуществления, тестовая полоска 62 задается посредством удлиненного корпуса, протягивающегося из дальнего конца 80 к противоположному ближнему концу 82 и имеющего поперечные края 56, 58, как проиллюстрировано на фиг. 3A. Как показано на фиг. 3B, тестовая полоска 62 также включает в себя первый электродный слой 66, второй электродный слой 64 и распорку 60, размещенную посередине между двумя электродными слоями 64 и 66 на дальнем конце 80 тестовой полоски 62. Первый электродный слой 66 может включать в себя первый электрод 66, первую соединительную дорожку 76 и первую контактную площадку 67, причем первая соединительная дорожка 76 электрически соединяет первый электрод 66 с первой контактной площадкой 67, как показано на фиг. 3B и 3C. Следует отметить, что первый электрод 66 составляет часть первого электродного слоя 66, который находится сразу под слоем 72 реагента, как указано посредством фиг. 3A и 3B. Аналогично, второй электродный слой 64 может включать в себя второй электрод 64, вторую соединительную дорожку 78 и вторую контактную площадку 63, причем вторая соединительная дорожка 78 электрически соединяет второй электрод 64 со второй контактной площадкой 63, как показано на фиг. 3A-3C. Следует отметить, что второй электрод 64 составляет часть второго электродного слоя 64, который располагается выше слоя 72 реагента, как лучше всего показано на фиг. 3B и 3C.

[0037] Как показано, камера 61 для приема проб (например, электрохимический элемент) задается посредством первого электрода 66, второго электрода 64 и распорки 60, рядом с дальним концом 80 тестовой полоски 62, как показано на фиг. 3B-3E. Первый электрод 66 и второй электрод 64 могут задавать дно и вершину камеры 61 для приема проб, соответственно, как проиллюстрировано на фиг. 3G. Вырезанная зона 68 распорки 60 может задавать боковые стенки камеры 61 для приема проб, как проиллюстрировано на фиг. 3G. В одном аспекте, камера 61 для приема проб может включать в себя порты 70, которые предоставляют примерное впускное отверстие и/или вентиляционное отверстие, как показано на фиг. 3A-3C. Например, один из портов 70 может обеспечивать вход пробы жидкости, а другой порт 70 может обеспечивать выход воздуха.

[0038] В примерном варианте осуществления, камера 61 для приема проб может иметь небольшой объем. Например, камера 61 может иметь объем в пределах приблизительно от 0,1 микролитров приблизительно до 5 микролитров, приблизительно от 0,2 микролитров приблизительно до 3 микролитров, или, предпочтительно, приблизительно от 0,3 микролитра приблизительно до 1 микролитра. Чтобы предоставлять небольшой объем пробы, выемка 68 может иметь площадь в пределах приблизительно от 0,01 см² приблизительно до 0,2 см², приблизительно от 0,02 см² приблизительно до 0,15 см², или, предпочтительно, приблизительно от 0,03 см² приблизительно до 0,08 см². Помимо этого, первый электрод 66 и второй электрод 64 могут быть разнесены в пределах приблизительно от 1 микрона приблизительно до 500 микронов, предпочтительно приблизительно между 10 микронами и приблизительно 400 микронами и более предпочтительно приблизительно между 40 микронами и приблизительно 200 микронами. Относительно небольшое разнесение электродов также может обеспечивать возможность возникновения окислительно-восстановительного циклирования, при котором окисленный медиатор, сформированный в первом электроде 66, может диффундировать во второй электрод 64, так что он становится восстановленным, и затем диффундировать обратно в первый электрод 66, так что он становится окисленным снова. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные такие объемы, площади и/или разнесения электродов находятся в пределах сущности и объема настоящего раскрытия сущности.

[0039] В одном варианте осуществления, первый электрод 66 и второй электрод 64 могут включать в себя электродный слой. Электродный слой может включать в себя проводящий материал, сформированный из таких материалов, как золото, палладий, углерод, серебро, платина, оксид олова, иридий, индий или их комбинации (например, легированный индием оксид олова). Помимо этого, электродные слои могут формироваться посредством расположения проводящего материала на изоляционном листе (не показан) посредством процесса напыления, неэлектролитной металлизации или трафаретной печати. В одном примерном варианте осуществления, первый электрод 66 и второй электрод 64 могут включать в себя электродные слои, изготовленные из напыленного палладия и напыленного золота, соответственно. Подходящие материалы, которые могут использоваться в качестве распорки 60, включают в себя множество изоляционных материалов, таких как, например, пластмасса (например, PET, PETG, полиимид, поликарбонат, полистирол), кремний, керамика, стекло, клеи и их комбинации.

[0040] В одном варианте осуществления, распорка 60 может иметь форму двустороннего клеящего материала, нанесенного на противоположные стороны полиэфирного листа, при этом клеящий материал может быть чувствительным к давлению или активироваться при нагревании. Заявители отмечают, что различные другие материалы для первого электродного слоя 66, второго электродного слоя 64 и/или распорки 60 находятся в пределах сущности и объема настоящего раскрытия сущности.

[0041] Первый электрод 66 или второй электрод 64 могут выполнять функцию рабочего электрода в зависимости от абсолютной величины и/или полярности, по меньшей мере, одного прикладываемого тестового напряжения. Рабочий электрод может измерять предельный тестовый ток, который является пропорциональным концентрации восстановленного медиатора. Например, если токоограничивающие частицы представляют собой восстановленный медиатор (например, ферроцианид калия), то он может окисляться в первом электроде 66 при условии, что тестовое напряжение в достаточной степени больше потенциала окислительно-восстановительного медиатора относительно второго электрода 64. В этой ситуации, первый электрод 66 выполняет функцию рабочего электрода, и второй электрод 64 выполняет функцию противо-/опорного электрода. Заявители отмечают, что можно называть противо-/опорный электрод просто "опорным электродом" или "противоэлектродом". Предельное окисление возникает, когда весь восстановленный медиатор истощен на поверхности рабочего электрода, так что измеренный ток окисления является пропорциональным потоку восстановленного медиатора, диффундирующего из основного объема раствора к поверхности рабочего электрода. Термин "основной объем раствора" при использовании в данном документе означает часть раствора на достаточно большом расстоянии от рабочего электрода, причем восстановленный медиатор не расположен в истощенной зоне. Следует отметить, что, если не указано иное для тестовой полоски 62, все потенциалы, приложенные посредством тестового измерительного прибора 10, в дальнейшем указываются относительно второго электрода 64.

[0042] Аналогично, если тестовое напряжение в достаточной степени меньше потенциала окислительно-восстановительного медиатора, то восстановленный медиатор может окисляться во втором электроде 64 в качестве предельного тока. В такой ситуации, второй электрод 64 выполняет функцию рабочего электрода, и первый электрод 66 выполняет функцию противо-/опорного электрода.

[0043] Первоначально, анализ может включать в себя введение количества пробы жидкости в камеру 61 для приема проб через один из портов 70. В одном аспекте, порт 70 и/или камера 61 для приема проб могут иметь такую конфигурацию, в которой капиллярное действие заставляет пробу жидкости заполнять камеру 61 для приема проб. Первый электрод 66 и/или второй электрод 64 могут покрываться гидрофильным реагентом, чтобы способствовать капиллярности камеры 61 для приема проб. Например, образующие производное от тиола реагенты, имеющие гидрофильный остаток, такой как 2-меркаптоэтансульфокислота, могут наноситься на первый электрод и/или второй электрод.

[0044] В вышеприведенном анализе тестовой полоски 62, слой 72 реагента может включать в себя глюкозодегидрогеназу (GDH) на основе PQQ-кофактора и феррицианид. В другом варианте осуществления, ферментная GDH на основе PQQ-кофактора может заменяться на ферментную GDH на основе FAD-кофактора. Когда кровяной или контрольный раствор дозируется в камеру 61 для проведения реакций с пробами, глюкоза окисляется посредством GDH_(ox) и, в процессе, преобразует GDH_(ox) в GDH_(red), как показано в нижеприведенном химическом превращении T.1. Следует отметить, что GDH_(ox) означает окисленное состояние GDH, и GDH_(red) означает восстановленное состояние GDH.

[0045] T.1. D-глюкоза+GDH_(ox) → глюконовая кислота+GDH_(red)

[0046] Затем, GDH_(red) восстанавливается обратно в активное окисленное состояние посредством феррицианида (т.е. окисленного медиатора или Fe(CN)₆^3-, такого как феррицианид калия), как показано в нижеприведенном химическом превращении T.2. В процессе регенерации GDH_(ox), ферроцианид (т.е. восстановленный медиатор или Fe(CN)₆^4-, такой как ферроцианид калия) формируется из реакции, как показано в T.2:

[0047] T.2. GDH_(red)+2Fe(CN)₆^3- → GDH_(ox)+2Fe(CN)₆^4-

[0048] Фиг. 4 предоставляет упрощенный схематический вид, показывающий тестовый измерительный прибор 10, взаимодействующий с первой контактной площадкой 67a, 67b и второй контактной площадкой 63 тестовой полоски 62. Вторая контактная площадка 63 может использоваться для того, чтобы устанавливать электрическое соединение с тестовым измерительным прибором 10 через U-образную выемку 65, как проиллюстрировано на фиг. 3B. В одном варианте осуществления, тестовый измерительный прибор 10 может включать в себя второй электродный разъем 101, первые электродные разъемы (102a, 102b), блок 106 определения тестового напряжения, блок 107 измерения тока, процессор 212, запоминающий блок 210 и видеодисплей 202, как схематично показано на фиг. 4. Первая контактная площадка 67 может включать в себя два зубца, обозначаемые в качестве 67a и 67b. В одном примерном варианте осуществления, первые электродные разъемы 102a и 102b по отдельности соединяются с зубцами 67a и 67b, соответственно. Второй электродный разъем 101 может соединяться со второй контактной площадкой 63. Тестовый измерительный прибор 10 может измерять сопротивление или электрическую неразрывность между зубцами 67a и 67b, чтобы определять то, электрически соединяется или нет тестовая полоска 62 с тестовым измерительным прибором 10.

[0049] В одном варианте осуществления, тестовый измерительный прибор 10 может прикладывать тестовое напряжение и/или ток между первой контактной площадкой 67 и второй контактной площадкой 63. После того как тестовый измерительный прибор 10 распознает то, что полоска 62 вставлена, тестовый измерительный прибор 10 включается и инициирует режим обнаружения жидкости. В одном варианте осуществления, режим обнаружения жидкости инструктирует тестовому измерительному прибору 10 прикладывать неизменяющийся постоянный ток приблизительно в 1 микроампер между первым электродом 66 и вторым электродом 64. Поскольку тестовая полоска 62 является сухой, тестовый измерительный прибор 10 измеряет относительно большое напряжение. Когда проба жидкости устраняет зазор между первым электродом 66 и вторым электродом 64 во время процесса дозирования, тестовый измерительный прибор 10 должен измерять снижение измеренного напряжения, которое ниже предварительно определенного порогового значения, инструктирующего тестовому измерительному прибору 10 автоматически инициировать тест уровня глюкозы.

[0050] Ссылаясь на фиг. 5A-5C, ниже описывается способ для определения концентрации аналита, с использованием тестовой полоски 62 и тестового измерительного прибора 10. В качестве общего представления, во-первых, поясняется приложение тестовых напряжений и измерение значений тока, с дальнейшим пояснением измерения концентрации аналита.

[0051] Во-первых, относительно приложения напряжений к тестовой полоске, упоминаются примерный измерительный прибор 10 и примерная тестовая полоска 62. Тестовый измерительный прибор 10 может включать в себя электронную схему, которая может использоваться для того, чтобы прикладывать множество напряжений к тестовой полоске 62 и измерять переходный токовый вывод, получающийся в результате электрохимической реакции в тестовой камере тестовой полоски 62. Тестовый измерительный прибор 10 также может включать в себя процессор сигналов с набором инструкций для способа определения концентрации аналита в пробе жидкости, как раскрыто в данном документе. В одном варианте осуществления, аналит представляет собой глюкозу в крови.

[0052] Продолжая пояснение приложения тестовых напряжений, фиг. 5A излагает примерную форму сигнала, состоящую из множества тестовых напряжений, прикладываемых к тестовой полоске 62 в течение предписанных интервалов времени. Множество тестовых напряжений согласно этой форме сигнала включают в себя первое тестовое напряжение E1, которое прикладывается в течение первого временного интервала t₁, второе тестовое напряжение E2, которое прикладывается в течение второго временного интервала t₂, и третье тестовое напряжение E3, прикладываемое в течение третьего временного интервала t₃. Третье напряжение E3 может отличаться по абсолютной величине электродвижущей силы, по полярности либо по комбинациям означенного относительно второго тестового напряжения E2. В предпочтительных вариантах осуществления и как показано, E3 может иметь идентичную абсолютную величину с E2, но противоположную полярность. Временной интервал t_G теста уровня глюкозы представляет количество времени для того, чтобы выполнять тест уровня глюкозы (но не обязательно, все вычисления, ассоциированные с тестом уровня глюкозы). Временной интервал t_G теста уровня глюкозы может варьироваться приблизительно от 1,1 секунд приблизительно до 5 секунд. Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг. 5A, второе тестовое напряжение E2 может включать в себя постоянный (DC-) компонент тестового напряжения и наложенный переменный (AC-) или альтернативно, колеблющийся компонент тестового напряжения, прикладываемый в течение короткого временного интервала. Более конкретно, наложенный переменный или колеблющийся компонент тестового напряжения может прикладываться в течение временного интервала, указываемого посредством t_cap при инициации второго временного интервала.

[0053] Множество значений тестового тока, измеренных в течение любого из временных интервалов, может выполняться на частоте в пределах приблизительно от 1 измерения в микросекунду приблизительно до одного измерения в расчете на 100 миллисекунд и предпочтительно приблизительно при 50 миллисекундах. Хотя описывается вариант осуществления с использованием трех тестовых напряжений последовательным способом, тест уровня глюкозы может включать в себя различные числа напряжений при разомкнутой схеме и тестовых напряжений. Например, в качестве альтернативного варианта осуществления, тест уровня глюкозы может включать в себя разомкнутую схему для первого временного интервала, второе тестовое напряжение для второго временного интервала и третье тестовое напряжение для третьего временного интервала. Следует отметить, что ссылка на "первый", "второй" и "третий" выбирается для удобства и не обязательно отражает порядок, в котором прикладываются тестовые напряжения. Например, вариант осуществления может иметь потенциальную форму сигнала, при которой третье тестовое напряжение может прикладываться перед приложением первого и второго тестового напряжения.

[0054] Фиг. 5C является блок-схемой последовательности операций, представляющей способ 500 для определения концентрации аналита в номинальной или незагрязненной тестовой полоске, на основе формы сигнала по фиг. 5A и измеренных токов, как показано на фиг. 5B. На примерном этапе 510, количественное исследование уровня глюкозы инициируется посредством вставки тестовой полоски 62 в тестовый измерительный прибор 10 и посредством осаждения пробы на тестовой полоске 62. На примерном этапе 520, тестовый измерительный прибор 10 может прикладывать первое тестовое напряжение E1 (например, приблизительно в 20 мВ на фиг. 5A) между первым электродом 66 и вторым электродом 64 в течение первого временного интервала t₁ (например, 1 секунды на фиг. 5A). Первый временной интервал t₁ может варьироваться приблизительно от 0,1 секунд приблизительно до 3 секунд и предпочтительно варьироваться приблизительно от 0,2 секунд приблизительно до 2 секунд и наиболее предпочтительно варьироваться приблизительно от 0,3 секунд приблизительно до 1,1 секунд.

[0055] Первый временной интервал t₁ может быть достаточно длительным таким образом, что камера 61 для приема проб может полностью заполняться пробой, а также таким образом, что слой 72 реагента может, по меньшей мере, частично растворяться или сольватироваться. В одном аспекте, первое тестовое напряжение E1 может быть значением, относительно близким к окислительно-восстановительному потенциалу медиатора, так что измеряется относительно небольшая величина тока восстановления или окисления. Фиг. 5B показывает то, что относительно небольшая величина тока наблюдается в течение первого временного интервала t₁ по сравнению со вторым и третьим временными интервалами t₂ и t₃. Например, при использовании феррицианида калия и/или ферроцианида калия в качестве медиатора, первое тестовое напряжение E1 на фиг. 5A может варьироваться приблизительно от 1 мВ приблизительно до 100 мВ, предпочтительно варьироваться приблизительно от 5 мВ приблизительно до 50 мВ и наиболее предпочтительно варьироваться приблизительно от 10 мВ приблизительно до 30 мВ. Хотя прикладываемые напряжения задаются как положительные значения в предпочтительных вариантах осуществления, идентичные напряжения в отрицательной области также могут использоваться для того, чтобы достигать намеченной цели заявленного изобретения. В течение этого интервала, первый выходной ток может дискретизироваться посредством процессора, чтобы собирать значения тока за этот интервал на этапе 530.

[0056] На примерном этапе 540, после приложения первого тестового напряжения E1 (этап 520) и дискретизации вывода (этап 530), тестовый измерительный прибор 10 прикладывает второе тестовое напряжение E2 между первым электродом 66 и вторым электродом 64 (например, приблизительно в 300 милливольт на фиг. 5A) в течение второго временного интервала t₂ (например, приблизительно 3 секунды на фиг. 5A). Второе тестовое напряжение E2 может быть значением, отличающимся от первого тестового напряжения E1, и может быть в достаточной степени отрицательным относительно окислительно-восстановительного потенциала медиатора таким образом, что предельный ток окисления измеряется во втором электроде 64. Например, при использовании феррицианида калия и/или ферроцианида калия в качестве медиатора, второе тестовое напряжение E2 может варьироваться приблизительно от нуля мВ приблизительно до 600 мВ, предпочтительно варьироваться приблизительно от 100 мВ приблизительно до 600 мВ и более предпочтительно составляет приблизительно 300 мВ.

[0057] Второй временной интервал t₂ должен быть достаточно длительным таким образом, что скорость формирования восстановленного медиатора (например, ферроцианида калия) может отслеживаться на основе абсолютной величины предельного тока окисления. Восстановленный медиатор формируется посредством ферментативных реакций со слоем 72 реагента. В течение второго временного интервала t₂, предельное количество восстановленного медиатора окисляется во втором электроде 64, и непредельное количество окисленного медиатора восстанавливается в первом электроде 66, чтобы формировать градиент концентрации между первым электродом 66 и вторым электродом 64.

[0058] В примерном варианте осуществления, второй временной интервал t₂ должен также быть достаточно длительным таким образом, что достаточное количество феррицианида калия может диффундироваться во второй электрод 64 или диффундироваться из реагента на первом электроде. Достаточное количество феррицианида калия требуется во втором электроде 64, так что предельный ток может измеряться для окисления ферроцианида калия в первом электроде 66 во время третьего тестового напряжения E3. Второй временной интервал t₂ может быть меньше приблизительно 60 секунд и предпочтительно может варьироваться приблизительно от 1,1 секунд приблизительно до 10 секунд и более предпочтительно варьироваться приблизительно от 2 секунд приблизительно до 5 секунд. Аналогично, временной интервал, указываемый в качестве t_cap на фиг. 5A, также может продлеваться на диапазон времен, но в одном примерном варианте осуществления, он имеет длительность приблизительно в 20 миллисекунд. В одном примерном варианте осуществления, наложенный переменный компонент тестового напряжения прикладывается приблизительно от после 0,3 секунд приблизительно до после 0,4 секунд после приложения второго тестового напряжения E2 и вызывает синусоидальную волну, имеющую частоту приблизительно в 109 Гц с амплитуду приблизительно в +/-50 мВ. В течение этого интервала, второй выходной ток может дискретизироваться посредством процессора, чтобы собирать значения тока за этот интервал на этапе 550.

[0059] Фиг. 5B показывает относительно небольшой пик i_pb после начала второго временного интервала t₂, после чего выполняется постепенное увеличение абсолютного значения тока окисления в течение второго временного интервала t₂. Небольшой пик i_pb возникает вследствие окисления эндогенных или экзогенных восстанавливающих агентов после перехода из первого напряжения E1 ко второму напряжению E2, приводящего к постепенному увеличению абсолютного значения тока окисления в течение второго временного интервала t₂. Небольшой пик i_pb возникает вследствие начального полного разряда восстановленного медиатора после перехода из первого напряжения E1 ко второму напряжению E2, который упоминается здесь в качестве переходной линии TL. После этого, возникает постепенное абсолютное снижение тока окисления после того, как небольшой пик i_pb вызывается посредством формирования ферроцианида калия посредством слоя 72 реагента, который затем диффундирует во второй электрод 64.

[0060] На примерном этапе 560, после приложения второго тестового напряжения E2 (этап 540) и дискретизации вывода (этап 550), тестовый измерительный прибор 10 прикладывает третье тестовое напряжение E3 между первым электродом 66 и вторым электродом 64 (например, приблизительно в -300 милливольт на фиг. 5A) в течение третьего временного интервала t₃ (например, 1 секунды на фиг. 5A). Третье тестовое напряжение E3 может быть значением, в достаточной степени положительным относительно окислительно-восстановительного потенциала медиатора таким образом, что предельный ток окисления измеряется в первом электроде 66. Например, при использовании феррицианида калия и/или ферроцианида калия в качестве медиатора, третье тестовое напряжение E3 может варьироваться приблизительно от нуля мВ приблизительно до -600 мВ, предпочтительно варьироваться приблизительно от -100 мВ приблизительно до -600 мВ и более предпочтительно составляет приблизительно -300 мВ.

[0061] После приложения третьего тестового напряжения E3 на этапе 570, значения тока измеряются в третий временной интервал t₃. Третий временной интервал t₃ может быть достаточно длительным для того, чтобы отслеживать диффузию восстановленного медиатора (например, ферроцианида калия) около первого электрода 66 на основе абсолютной величины тока окисления. В течение третьего временного интервала t₃, предельное количество восстановленного медиатора окисляется в первом электроде 66, и непредельное количество окисленного медиатора восстанавливается во втором электроде 64. Третий временной интервал t₃ может варьироваться приблизительно от 0,1 секунд приблизительно до 5 секунд и предпочтительно варьироваться приблизительно от 0,3 секунд приблизительно до 3 секунд и более предпочтительно варьироваться приблизительно от 0,5 секунд приблизительно до 2 секунд.

[0062] Фиг. 5B показывает относительно большой пик i_pc в начале третьего временного интервала t₃, после чего происходит снижение установившего значения тока i_ss для номинальной тестовой полоски. В одном варианте осуществления, второе тестовое напряжение E2 может иметь первую полярность, и третье тестовое напряжение E3 может иметь вторую полярность, которая является противоположной первой полярности. В другом варианте осуществления, второе тестовое напряжение E2 может быть в достаточной степени отрицательным относительно окислительно-восстановительного потенциала медиатора, и третье тестовое напряжение E3 может быть в достаточной степени положительным относительно окислительно-восстановительного потенциала медиатора. Третье тестовое напряжение E3 может прикладываться сразу после второго тестового напряжения E2. Тем не менее, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что абсолютная величина и полярность второго и третьего тестовых напряжений могут выбираться в зависимости от способа, которым определяется концентрация аналита.

[0063] Далее описывается определение концентрации глюкозы для вариантов осуществления, описанных в данном документе, и как указано на этапе 580 по фиг. 5C. Фиг. 5A и 5B показывают последовательность событий в переходном процессе для тестовой полоски. Приблизительно в 1,1 секунды после инициации тестовой последовательности (и вскоре после задания второго электрода в качестве рабочего электрода вследствие приложения второго напряжения E2), когда реагент еще не достигает первого электрода, и ток предположительно обусловлен только интерферирующими восстанавливающими агентами в плазме (при отсутствии медиатора), измерения тока проводятся, чтобы впоследствии корректировать интерференции. Приблизительно между 1,4 секундами и приблизительно 4 секундами, когда (по меньшей мере, в последней части этого интервала, когда второе напряжение E2 прикладывается) медиатор и окисленный медиатор имеют возможность диффундировать во второй электрод, измеряется первый пропорциональный глюкозе ток, i_l. Вскоре после задания первого электрода в качестве рабочего электрода через приложение третьего напряжения E3, проводятся 2 одноточечных измерения (приблизительно в 4,1 и в 5 секунд согласно этому варианту осуществления) и одно интегрированное измерение i_r. Измерения, дискретизированные, соответственно, в 1,1, в 4,1 и в 5 секунд согласно этому конкретному варианту осуществления, используются для того, чтобы корректировать i_r на предмет аддитивного тока из интерферирующих восстанавливающих агентов (i2corr). Отношение i_l к i_r используется для того, чтобы корректировать i2corr для интерферирующих эффектов гематокрита.

[0064] В одном варианте осуществления, следующее уравнение затем используется для того, чтобы определять концентрацию глюкозы:

, где:

- G_basic является концентрацией аналита;

- i_r является суммой третьих значений тока в течение третьего временного интервала;

- i_l является суммой вторых значений тока в течение второго временного интервала;

- ; и

- a, b, p и z_gr являются предварительно определенными коэффициентами.

[0065] В одном конкретном примере, .

[0066] В другом примере, могут использоваться различные химические показатели тестовой полоски, в которых времена, которые появляются в оценке тока, изменяются в соответствии с вышеуказанной общей взаимосвязью. Дополнительные подробности, связанные с прикладываемой формой сигнала и определением концентрации аналита тестовой полоски, предоставляются в патенте (США) номер 8709232 B2 и в международной публикации патента номер WO 2012/012341 A1, ранее содержащихся по ссылке в данном документе.

[0067] Как отмечено выше, фиг. 6A детализирует увеличенный частичный вид взаимосвязи между током в зависимости от времени на основе формы сигнала по фиг. 5A. На этом чертеже, отклик по току по фиг. 5B воспроизводится для номинальной (незагрязненной) тестовой полоски, такой как тестовая полоска 62, фиг. 1, по сравнению с откликом по току загрязненных влагой тестовых полосок. Как явно продемонстрировано на этом чертеже, возникает определенное число характерных аномалий между номинальными и аберрантными/дефектными тестовыми полосками в ходе частей переходного токового процесса. Более конкретно, загрязненные тестовые полоски включают в себя множество пиковых переходных токовых процессов, демонстрируемых приблизительно между 0 и 1 секундой (в течение предварительно определенного первого временного интервала). Помимо этого, загрязненные тестовые полоски демонстрируют уменьшенное пиковое значение i_pb после приложения тестового напряжения при инициации второго временного интервала приблизительно в 1 секунду после инициации тестовой последовательности.

[0068] Без ограничения конкретной теорией, физический механизм загрязнения влагой, вероятно, заключается в том, что введение влаги (в силу условий хранения или другой причины) вызывает преобразование феррицианида калия в слое реагента тестовой полоски в ферроцианид калия. В таком случае, слой реагента имеет более высокую концентрацию ферроцианида калия, который может диффундировать и потребляться на поверхностях первого и второго электрода во время измерения концентрации аналита. Таким образом, сигнал аналита усиливается, приводя к более высокому измерению, чем ожидаемое измерение уровня глюкозы, когда тестовая полоска загрязняется.

[0069] Как верифицировано посредством экспериментирования, описанного в последующей части, предусмотрено определенное число дискретных и идентифицируемых аномалий в первый и второй временные интервалы тестовой формы сигнала, которые обусловлены эффектами загрязнения (влагой). Эти эффекты сравнительно иллюстрируются на фиг. 6A. Это загрязнение может характеризоваться посредством как физических изменений, так и химических изменений тестовой полоски. Например, физические изменения возникают, поскольку тестовая полоска, которая до загрязнения или повреждения включает в себя электрод, покрытый равномерным слоем медиатора, может теперь фактически выглядеть в качестве грубого или несогласованного слоя непреобразованного медиатора. В таком случае, когда проба крови применяется к тестовой полоске, переходные токи, к примеру, токи, наблюдаемые в первый временной интервал, могут создаваться вследствие несогласованности этого слоя тестовой полоски.

[0070] Помимо этого, тестовая полоска также может подвергаться химическим изменениям. Эти химические изменения могут быть обусловлены общей величиной медиатора, который преобразован, приводя к материальным и воспринимаемым изменениям ожидаемого отклика по току тестовой полоски при прикладываемом напряжении, а более конкретно, при втором тестовом напряжении. Комбинация физических и химических изменений загрязненных или поврежденных тестовых полосок описывается в общих чертах, но технология для определения загрязнения не ограничена посредством конкретных аспектов этого пояснения.

[0071] Как результат воспринимаемых разностей между ожидаемым откликом по току номинальной тестовой полоски и откликом по току, демонстрируемым посредством загрязненных тестовых полосок, определенное число опорных значений, помеченных для удобства как A-E согласно фиг. 6A, может быть представлено, когда тестовая полоска вставляется в портативный тестовый измерительный прибор для целей измерения уровня аналита. Согласно одному варианту осуществления, определено то, что идентификация конкретных аспектов аберрантного отклика по току (проиллюстрированных в качестве опорных значений A, B и C) может быть достаточной для того, чтобы определять присутствие загрязненной тестовой полоски.

[0072] Согласно одному варианту осуществления, опорное значение A представляет собой общее суммированное значение измеренных значений тока в течение первого временного интервала, например, между 0,20 и 0,75 секундами. Как отмечено выше, загрязненные тестовые полоски демонстрируют физические изменения, приводящие к большему отклику по току в первый временной интервал из-за того, что слой медиатора становится физически менее однородным. Таким образом, суммирование значений тока в течение первого временного интервала указывает абсолютную величину этих физических изменений в тестовой полоске вследствие загрязнения и служит в качестве опорного значения A. В одном конкретном примере, загрязненные тестовые полоски демонстрируют сумму значений тока между 0,20 и 0,75 секундами в величине, большей 6,5 мкА.

[0073] Как отмечено выше, загрязненные тестовые полоски демонстрируют меньший пиковый ток i_bc в 1,0 секунды вследствие химических изменений тестовой полоски, вызываемых посредством загрязнения. Такое загрязнение приводит к отклонению в пиковом токе. В одном конкретном примере, если измеренное пиковое значение i_pb тока в течение второго временного интервала меньше 12,5 мкА, химические изменения, согласованные с загрязнением, указываются, и это пиковое значение представляет опорное значение B.

[0074] Дополнительно, химические изменения также приводят к меньшей отрицательной скорости изменения измеренного тока после пикового тока. В связи с этим, если пик достигается в 1,05 секунды, разность значения между 1,10 секундами и 1,05 секундами представляет собой показатель этой скорости изменения, что называется в данном документе "опорным значением C". Таким образом, полоска дополнительно может характеризоваться с опорным значением C, составляющим разность между значением тока в 1,10 секунды и значением тока в 1,05 секунды. В одном конкретном примере, эта разность может составлять между 0 и -3,5 мкА. В другом примере, эта разность может делиться на разность времен двух значений (например, 1,10 секунды-1,05 секунды=0,05 секунды), чтобы задавать интенсивность изменения тока. Со ссылкой на фиг. 6B, опорные значения B и C могут определяться на этапе 660.

[0075] В одном варианте осуществления, опорные значения B и C могут использоваться в сочетании с опорными значениями A, чтобы определять загрязнение тестовой полоски, например, на этапе 670 по фиг. 6B. При определении того, что тестовая полоска загрязняется, на этапе 670 по фиг. 6, измерительный прибор может отображать или выдавать сообщение, указывающее загрязнение тестовой полоски. Преимущественно, определение загрязнения тестовых полосок предоставляет возможность обучения пользователя тестового измерительного прибора. Пользователю может предоставляться информация, которая обучает пользователю надлежащему хранению тестовых полосок, что включает в себя необходимость хранения тестовых полосок в предоставленном герметичном контейнере и на большом расстоянии от экстремального тепла или света.

[0076] В одном варианте осуществления, после определения загрязнения конкретной тестовой полоски с использованием флагов, отмеченных выше, тестовая измерительная система может признавать недостоверным результат тестирования из загрязненного биодатчика, и новый биодатчик должен загружаться для тестирования. Кроме того, если новый биодатчик не демонстрирует характеристики формы сигнала, ассоциированные с загрязнением, тестовая измерительная система может выдавать результат тестирования пациенту. В других вариантах осуществления, автоматизированная доставка инсулина может осуществляться для пациента, только если биодатчик не загрязнен, как определено посредством технологии, отмеченной выше.

[0077] В другом варианте осуществления, дополнительное уточнение использует такое наблюдение, что загрязненные тестовые полоски характеризуются как имеющие больший диапазон значений тока в течение первого интервала, чем номинальные тестовые полоски. В частности, диапазон задается как разность между наибольшим значением тока и наименьшим значением тока из переходных токов, которые демонстрируются в загрязненных тестовых полосках в первый временной интервал. Таким образом, опорное значение D задается как разность между наибольшим значением тока и наименьшим значением тока в течение первого временного интервала. В одном конкретном примере, для загрязненных тестовых полосок, этот диапазон разности, т.е. опорное значение D, больше 0,57 мкА, и для номинальных тестовых полосок этот диапазон меньше 0,57 мкА.

[0078] В дополнительном варианте осуществления, другое уточнение исключает ложноположительные определения загрязнения посредством проверки того, демонстрируют или нет загрязненные тестовые полоски токи, которые являются согласованными с перемещением тестовой полоски в измерительном приборе в ходе тестирования. Например, перемещение пальца по тестовой полоске в ходе тестирования может вызывать некоторые отклонения тока во время процесса тестирования. Таким образом, может задаваться опорное значение E, которое представляет собой минимум токов в первый временной интервал, большим 0 мкА. Со ссылкой на фиг. 6B, опорные значения A, D и E могут определяться на этапе 640.

[0079] С учетом формулировок опорных значений A-E, набор флагов (Flag_A-Flag_E) может задаваться для всей системы измерений уровня аналита на основе воспринимаемых и характерных разностей между номинальными тестовыми полосками (фиг. 5B и 6A) и аберрантными тестовыми полосками (фиг. 6A). Каждый из флагов представляет собой булев флаг, который может быть истинным или ложным, и каждый флаг A-E основан на сравнении соответствующего опорного значения A-E с соответствующим диапазоном или значением, которое задается посредством соответствующего целевого значения A-E.

[0080] Flag_A является истинным, если опорное значение A, заданное в качестве общего суммированного значения в части первого временного интервала, например, между 0,20 и 0,75 секундами, больше целевого значения A. Целевое значение A в этом конкретном примере составляет 6,5 мкА. Тем не менее, определено то, что целевое значение A в диапазоне 5-10 мкА предоставляет надлежащую эффективность.

[0081] Flag_B является истинным, если опорное значение B, заданное в качестве измеренного пикового значения i_pb тока в течение второго временного интервала, меньше приблизительно целевого значения B. Целевое значение B в этом конкретном примере составляет 12,5 мкА. Тем не менее, определено то, что целевое значение B в диапазоне 12-12,5 мкА предоставляет надлежащую эффективность для целей идентификации аберрантной тестовой полоски.

[0082] Flag_C является истинным, если опорное значение C, заданное в качестве разности значения тока между измеренным пиковым значением i_pb тока (например, в 1,05 секунды) и значением тока в 1,10 секунды, составляет между 0 и целевое значение C. Целевое значение C составляет -3,5 мкА в этом конкретном примере. Тем не менее, определено то, что целевое значение C в диапазоне приблизительно 0-4.5 мкА предоставляет надлежащую эффективность для целей идентификации загрязненной тестовой полоски.

[0083] Flag_D является истинным, если опорное значение D, заданное в качестве разности между наибольшим значением тока и наименьшим значением тока в первый временной интервал, больше приблизительно целевого значения D. Определено то, что целевое значение D в диапазоне приблизительно 0,4-0,65 мкА предоставляет надлежащую эффективность. Согласно этому конкретному примеру, целевое значение D составляет 0,57 мкА.

[0084] В завершение, Flag_E является истинным, если опорное значение E, заданное в качестве минимального переходного тока в первый временной интервал, больше приблизительно целевого значения E, к примеру, приблизительно 0 мкА, как указано в этом конкретном примере.

[0085] В одном варианте осуществления, определение загрязнения или повреждения тестовых полосок может выполняться, когда одно или более из Flag_A-Flag_E оцениваются как истинные, например, только Flag_A, Flag_B и Flag_C. В другом варианте осуществления, определение загрязнения или повреждения тестовых полосок может выполняться, когда все Flag_A-Flag_E оцениваются как истинные. Например, флаги A, D и E могут рассматриваться как представляющие физические изменения вследствие загрязнения, отмеченные выше, и флаги B и C могут рассматриваться как представляющие химические изменения вследствие загрязнения, отмеченные выше. В таком случае, комбинация, по меньшей мере, одного флага из каждой группы, т.е. одного из флагов A, D и E и одного из флагов B и C, может использоваться для того, чтобы определять загрязнение через комбинацию физических изменений и химических изменений для тестовой полоски.

[0086] Дополнительно следует отметить, что флаги A, D и E возникают раньше в тестовой последовательности, чем флаги B и C, и в силу этого могут быть более подвержены ложноположительным суждениям вследствие проблем заполнения крови из пальца или перемещения/подталкивания тестовой полоски в ходе теста. В качестве преимущества, настоящая технология может комбинировать флаги из каждой группы, чтобы исключать такие ложноположительные суждения, так что незагрязненные тестовые полоски не тратятся впустую вследствие этих ложноположительных суждений. Помимо этого, выбор целевых значений A-E в диапазонах, отмеченных выше, преимущественно предоставляет баланс между желаемым результатом фиксации максимально возможно большого числа истинно положительных суждений при недопущении максимально возможно большого числа ложноположительных суждений.

[0087] Неожиданно, в ходе тестирования тестовых полосок, которые намеренно подвергнуты воздействию влаги, множество отклонений возникает в форме выходного сигнала, включающих в себя значения переходного тока, которые описываются выше относительно фиг. 6A. Хотя возникает некоторое потенциальное варьирование, которое может испытываться на основе применения пробы из кончика пальца, в отличие от пипетки, вследствие вариабильностей скорости заполнения, например, также может наблюдаться продемонстрированное изменение отклика по току относительно номинального отклика по току по фиг. 5B вследствие изменений физической характеристики слоя реагента, как описано выше.

[0088] Чтобы верифицировать уверенность в вышеописанной технологии, тесты проводятся для 92 загрязненных тестовых полосках. Тестовые полоски определяются как загрязненные, поскольку тестовые полоски хранятся в контейнерах, которые включают в себя десикант, и десикант анализируется, и обнаруживается, что он включает в себя влагу. Тестовый измерительный прибор использован для того, чтобы прикладывать напряжения к тестовым полоскам и захватывать выходные токи, как описано в данном документе. Во-первых, традиционные технологии для обнаружения ошибок тестирования применяются к захваченным токам, и общее количество в 39 загрязненных тестовых полосок идентифицируются как имеющие ошибки, связанные с другими факторами, такими как заполнение и т.д. Когда настоящая технология применяется к захваченным переходным процессам, с использованием комбинации флагов A, B, C, D и E, все 92 загрязненных тестовых полоски надлежащим образом идентифицируются на основе вышеописанных опорных значений.

[0089] Хотя изобретение описывается с точки зрения конкретных варьирований и иллюстративных чертежей, специалисты в данной области техники должны распознавать, что изобретение не ограничено описанными варьированиями или чертежами. Помимо этого, если способы и этапы, описанные выше, указывают определенные события, возникающие в определенном порядке, специалисты в данной области техники должны распознавать, что упорядочение определенных этапов может модифицироваться, и что такие модификации соответствуют варьированиям изобретения. Дополнительно, некоторые из этапов могут выполняться параллельно в параллельном процессе, если это возможно, а также выполняться последовательно, как описано выше. Следовательно, в той степени, в которой возникают варьирования изобретения, которые находится в пределах сущности раскрытия сущности либо являются эквивалентными изобретениям, содержащими в формуле изобретения, этот патент также должен охватывать эти варьирования.

[0090] В той степени, в которой формула изобретения излагает фразу "по меньшей мере, один из" со ссылкой на множество элементов, это имеет намерение означать, по меньшей мере, один или более перечисленных элементов и не ограничено, по меньшей мере, одним из каждого элемента. Например, "по меньшей мере, один из элемента A, элемента B и элемента C" имеет намерение указывать только элемент A или только элемент B, или только элемент C либо любую комбинацию вышеозначенного. "По меньшей мере, один из элемента A, элемента B и элемента C" не имеет намерение быть ограниченным, по меньшей мере, одним из элемента A, по меньшей мере, одним из элемента B и, по меньшей мере, одним из элемента C.

[0091] Это письменное описание использует примеры для того, чтобы раскрывать изобретение, включающее в себя оптимальный режим, а также для того, чтобы обеспечивать возможность специалистам в данной области техники осуществлять на практике изобретение, включающее в себя формирование и использование всех устройств или систем и осуществление всех включенных способов. Патентоспособный объем изобретения задается посредством формулы изобретения и может включать в себя другие примеры, которые должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Такие другие примеры имеют намерение находиться в пределах объема формулы изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от дословного языка формулы изобретения, либо если они включают в себя эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от дословного языка формулы изобретения.

[0092] Терминология, используемая в данном документе, служит только для целей описания конкретных вариантов осуществления и не имеет намерение быть ограничивающей. При использовании в данном документе, использование единственного числа не исключает множественного числа, если контекст явно не указывает иное. Следует дополнительно понимать, что термины "содержать (comprise)" (и любая форма "содержать (comprise)", такая как "содержит (comprises)" и "содержащий (comprising)"), "иметь" (и любая форма "иметь", такая как "имеет" и "имеющий"), "включать в себя" (и любая форма "включать в себя", такая как "включает в себя" и "включающий в себя") и "содержать (contain)" (и любая форма "содержать (contain)", такая как "содержит (contains)" и "содержащий (containing)") представляют собой многовариантные глаголы-связки. Как результат, способ или устройство, которое "содержит (comprises)", "имеет", "включает в себя" или "содержит (contains)" один или более этапов, или элементов, обладает этими одним или более этапов или элементов, но не ограничен обладанием только этими одним или более этапов или элементов. Аналогично, этап способа или элемент устройства, который "содержит (comprises)", "имеет", "включает в себя" или "содержит (contains)" один или более признаков, обладает этими одним или более признаков, но не ограничен обладанием только этими одним или более признаков. Кроме того, устройство или конструкция, которая сконфигурирована определенным способом, сконфигурирована, по меньшей мере, таким способом, но также может быть сконфигурирована способами, которые не перечисляются.

[0093] Соответствующие конструкции, материалы, действия и эквиваленты всех элементов "средство или этап плюс функция" в нижеприведенной формуле изобретения, если таковые имеются, имеют намерение включать в себя любую конструкцию, материал или действие для выполнения функции в сочетании с другими заявленными элементами, как конкретно заявлено в формуле изобретения. Описание, изложенное в данном документе, представлено для целей иллюстрации и описания, но не имеет намерение быть полным или ограниченным раскрытой формой. Множество модификаций и изменений должны становиться очевидными для специалистов в данной области техники без отступления от объема и сущности раскрытия сущности. Вариант осуществления выбирается и описывается для того, чтобы лучше всего пояснять принципы одного или более аспектов, изложенных в данном документе, и практическое применение, и обеспечивать возможность другим специалистам в данной области техники понимать один или более аспектов, описанных в данном документе для различных вариантов осуществления с различными модификациями, которые подходят для конкретного предполагаемого варианта использования.

Способ для определения загрязнения биодатчика, в котором биодатчик загружается в тестовый измерительный прибор, и после этого проба применяется. Первое и второе предварительно определенные тестовые напряжения прикладываются между разнесенными электродами биодатчика для соответствующих первого и второго предварительно определенных временных интервалов. Первое и второе значения тока измеряются в течение соответствующих первого и второго предварительно определенных временных интервалов. Первое опорное значение определяют на основе суммы первых значений тока в течение первого предварительно определенного временного интервала. Второе опорное значение определяют на основе пикового значения тока, измеренного в течение второго предварительно определенного временного интервала. Третье опорное значение определяется на основе скорости изменения значений тока, измеренных после пикового значения тока в течение второго временного интервала. На основе одного или более опорных значений выполняется определение загрязнения. Сообщение концентрации аналита в пробе может подавляться на основе определения. Предотвращаются ошибочные измерения аналита вследствие загрязнения биодатчика. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ для определения присутствия загрязнения биодатчика, при этом способ содержит этапы, на которых:

загружают биодатчик в тестовый измерительный прибор и применяют пробу к биодатчику, причем биодатчик задает электрохимический элемент посредством пары разнесенных электродов;

прикладывают первое предварительно определенное напряжение между разнесенными электродами электрохимического элемента в течение первого предварительно определенного временного интервала и второе предварительно определенное напряжение между разнесенными электродами в течение второго предварительно определенного временного интервала после первого предварительно определенного временного интервала;

измеряют первые значения тока в течение первого предварительно определенного временного интервала;

определяют первое опорное значение на основе суммы первых значений тока в течение первого предварительно определенного временного интервала;

измеряют вторые значения тока в течение второго предварительно определенного временного интервала;

определяют второе опорное значение на основе пикового значения тока, измеренного в течение второго предварительно определенного временного интервала, и третье опорное значение на основе скорости изменения значений тока, измеренных после пикового значения тока в течение второго временного интервала;

определяют то, загрязняется или нет биодатчик, на основе одного или более из первого - третьего опорных значений; и

подавляют сообщение концентрации аналита при определении того, что биодатчик загрязняется, на основе одного или более из первого - третьего опорных значений.

2. Способ по п. 1, в котором определение того, что биодатчик загрязняется, основано на всех из первого - третьего опорных значений.

3. Способ по п. 1, в котором первое опорное значение содержит сумму первых значений тока приблизительно между 0,2 секундами и 0,75 секундами после приложения первого предварительно определенного напряжения и определение того, что биодатчик загрязняется, основано на первом опорном значении, большем приблизительно 6,5 мкА.

4. Способ по п. 1, в котором второе опорное значение основано на пиковом значении тока, измеренном в течение второго предварительно определенного временного интервала, меньшем приблизительно 12,5 мкА.

5. Способ по п. 4, в котором пиковое значение тока измеряется приблизительно в 0,05 секунды после приложения второго предварительно определенного напряжения.

6. Способ по п. 1, в котором третье опорное значение содержит разность между измеренным значением тока приблизительно в 0,1 секунды после приложения второго предварительно определенного напряжения и пиковым значением тока, измеренным в течение второго предварительно определенного временного интервала, и определение того, что биодатчик загрязняется, основано на третьем опорном значении, составляющем между приблизительно -3,5 мкА и 0 мкА.

7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором определяют четвертое опорное значение на основе абсолютной величины разности между наибольшим измеренным значением тока и наименьшим измеренным значением тока в течение первого предварительно определенного временного интервала, и определение того, что биодатчик загрязняется, дополнительно основано на четвертом опорном значении.

8. Способ по п. 7, в котором четвертое опорное значение содержит абсолютную величину разности между наибольшим измеренным значением тока и наименьшим измеренным значением тока приблизительно между 0,2 секундами и 0,75 секундами после приложения первого предварительно определенного напряжения и определение того, что биодатчик загрязняется, основано на измеренном втором опорном значении, большем приблизительно 0,57 мкА.

9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором определяют пятое опорное значение на основе минимального измеренного значения тока в течение первого предварительно определенного временного интервала, и определение того, что биодатчик загрязняется, дополнительно основано на пятом опорном значении.

10. Способ по п. 9, в котором пятое опорное значение содержит минимум значений тока приблизительно между 0,2 секундами и 0,75 секундами после приложения первого предварительно определенного напряжения и определение того, что биодатчик загрязняется, основано на пятом опорном значении, большем приблизительно 0 мкА.

11. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором вычисляют концентрацию аналита на основе вторых значений тока и третьих значений тока, измеренных в третий предварительно определенный временной интервал.

12. Способ по п. 11, в котором вычисление концентрации аналита содержит этап, на котором используют уравнение формы , в котором:

- G_basic является концентрацией аналита;

- i_r является суммой третьих значений тока в течение третьего временного интервала;

- i_l является суммой вторых значений тока в течение второго временного интервала;

- ; и

- a, b, p и z_gr являются предварительно определенными коэффициентами.

13. Тестовый измерительный прибор для определения присутствия загрязнения биодатчика, причем тестовый измерительный прибор содержит:

- источник напряжения;

- пользовательский интерфейс; и

- контроллер, причем контроллер выполнен с возможностью:

прикладывать, с помощью источника напряжения, первое предварительно определенное напряжение между разнесенными электродами электрохимического элемента в течение первого предварительно определенного временного интервала;

измерять первые значения тока в течение первого предварительно определенного временного интервала;

определять первое опорное значение на основе суммы первых значений тока в течение первого предварительно определенного временного интервала;

прикладывать, с помощью источника напряжения, второе предварительно определенное напряжение между разнесенными электродами в течение второго предварительно определенного временного интервала после первого предварительно определенного временного интервала;

измерять вторые значения тока в течение второго предварительно определенного временного интервала;

определять второе опорное значение на основе пикового значения тока, измеренного в течение второго предварительно определенного временного интервала и третье опорное значение на основе скорости изменения значений тока, измеренных после пикового значения тока в течение второго временного интервала; и

отображать в пользовательском интерфейсе то, загрязняется или нет биодатчик, на основе одного или более из первого - третьего опорных значений.

14. Тестовый измерительный прибор по п. 13, при этом тестовый измерительный прибор дополнительно выполнен с возможностью вычислять концентрацию аналита на основе вторых значений тока и третьих значений тока.

15. Тестовый измерительный прибор по п. 14, в котором вычисление концентрации аналита содержит использование уравнения формы , в котором:

- G_basic является концентрацией аналита;

- i_r является суммой третьих значений тока в течение третьего временного интервала;

- i_l является суммой вторых значений тока в течение второго временного интервала;

- ; и

- a, b, p и z_gr являются предварительно определенными коэффициентами.

16. Тестовый измерительный прибор по п. 13, в котором определение того, что биодатчик загрязняется, основано на всех из первого - третьего опорных значений.

17. Тестовый измерительный прибор по п. 13, в котором первое опорное значение содержит сумму первых значений тока приблизительно между 0,2 секундами и 0,75 секундами после приложения первого предварительно определенного напряжения и определение того, что биодатчик загрязняется, основано на первом опорном значении, большем приблизительно 6,5 мкА.

18. Тестовый измерительный прибор по п. 13, в котором второе опорное значение основано на пиковом значении тока, измеренном в течение второго предварительно определенного временного интервала, меньшем приблизительно 12,5 мкА.

19. Тестовый измерительный прибор по п. 13, в котором третье опорное значение содержит разность между измеренным значением тока приблизительно в 0,1 секунды после приложения второго предварительно определенного напряжения и пиковым значением тока, измеренным в течение второго предварительно определенного временного интервала, и определение того, что биодатчик загрязняется, основано на третьем опорном значении, составляющем между приблизительно -3,5 мкА и 0 мкА.