专利名称：电化学生物感测试纸、生物感测器装置、分析物测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有校正血容比(Hematocrit，Hct)功能的分析物测量方法及系 统，尤其涉及一种测量液体中分析物浓度的系统及方法，通过另一组电极测量血容比而达 到去除血容比干扰的目的，另可用以检测检体体积是否足量。
背景技术：
随着现今科技的进步以及生活习惯的改变，往昔一些必须到医院才能进行检测的 检验，现在已经走向居家测量的方向。尤其生活习惯的改变造成慢性病病人的增加，更加速 了此项产业的发展，其中血糖的测量即为一项检测项目，而测量血液中血糖的浓度更是有 效监控及治疗糖尿病的重要步骤。目前市面上有许多用过一次后即可丢弃且用于居家自行操作的电化学生物感测 试纸，适合非专业人员及居家护理方便使用，不会有污染的情形发生，并且配合适当的生物 感测器装置，即可获得测量数值。公开应用的电化学生物感测试纸具有一基板、一导电层、 一反应区、一中隔板及一上隔板，在该基板上形成导电层，该导电层包含两条分离且互不相 接触的阳极部分和阴极部分，在该导电层上局部覆盖一层电绝缘层而裸露出部分导电层， 该导电层阳极部分及阴极部分裸露出的部分一端分别形成工作电极及参考电极，而另一端 则可与生物感测器装置连接，并在该工作电极及参考电极上覆盖一反应区，该反应区视不 同原理而制作，并于反应区上覆盖上隔板。当检体滴入或吸入后，检体即会与反应区物质产 生反应并产生电化学变化，而由工作电极与参考电极传导至导电膜另一端的阴极接头与阳 极接头，通过与生物感测器装置连接并接收信号，经过计算而将信号转换成待测物浓度显示。然而，在电化学方法测量检体分析物的领域中存在着一些限制，在有限体积的反 应区中检体的组成会影响测量结果的准确性，例如在测量血中血糖浓度时，血液的组成即 成为重要的影响之一，尤其是血液中血容比(Hematocrit，Hct)(即血液中红血球所占比 例)更是可能导致检测结果错误的影响因素。一般人正常的血容比范围在35%至45%之间，然而仍然有一部分人的血容比范 围介于大约20%至70%之间，例如婴儿的血容比范围平均大约在53%至69%之间。在电化学生物感测试纸检测中，不同比例的血容比会造成不同的影响，举例而言， 在低血容比的情况下会造成过高的检测结果，而高血容比的情况下则会造成过低的检测结 果。以高血容比来说，红血球会阻碍酵素以及电子媒介物的反应而降低化学溶解速率，因而 造成较低的电流结果，而低血容比则相反。其次，血液检体的阻抗也受血容比影响，因此会 影响到电压和/或电流的测量。再者，血容比的变异范围相当宽广，因此需要依赖生物感测器装置来做分析物浓 度的测量，故而，拥有血容比补偿功能的电化学生物感测试纸和生物感测器装置的需要性 更是无庸置疑的重要，故，如何建立有效去除血容比干扰的测量系统和方法即为现今相关 制造厂商需进一步改进之处。
美国专利7，407，811( ‘811)揭示一种测量检体中分析物浓度时降低血容比干扰 的方法，其中测量血容比的方法是于测量时提供一交流信号于一生物检体中，并测量该交 流信号所反应的相位角(phase angle)以及导纳强度(admittance magnitude)，再配合公 式导入而检测血容比值。‘811专利通过该测量血容比的方法进而揭示校正血容比功能的 血糖值测量方法，其在一电化学生物感测试纸上的同一组电极以及同一个反应区提供交流 信号以及直流信号，可先提供交流信号后再提供直流信号或先提供直流信号再提供交流信 号，或者该信号也可为交流信号加上直流偏移直接提供于该同一组电极和同一反应区，通 过该交流信号所反应的相位角和导纳强度而检测血容比值，而该直流信号的反应则用以测 量分析物浓度，其设定的计算公式中还包括温度参数，通过相位角、导纳强度以及温度参数 而校正直流信号所测量得的分析物浓度，而其中所提供的交流信号使用超过一个频率，实 际上使用二至五个频率，通过不同频率的交流信号测量而获得对应的血容比值。另外，‘811 专利内容也说明所提供较高的交流信号频率愈不受血糖值影响。然而，‘811专利所揭示血糖值校正血容比的方法是将交流及直流信号提供至同 一反应区的生物检体中，且共同使用一电极组进行检测，因直流信号以及交流信号于同一 反应区及同一电极组容易产生噪声干扰或者互相干扰，此外，单独提供交流信号加直流偏 移给予同一反应区检体所获得的血容比值和未校正血糖值也会互相干扰，影响测量的准确 度，并且需要进行温度的校正以获得正确的血糖值，另外，‘811专利揭示的方法所提供的交 流信号需要使用超过一个频率来实现目的，增加反应时间且增加操作的复杂度，综上所述， ‘811专利所揭示的方法尚有若干缺陷待进一步改进。另外，市面上许多贩售的电化学生物感测试纸中，所取得的检体体积也会影响检 测的准确性；例如在测量血中葡萄糖浓度时，对所取得的血液检体体积相当敏感，若取得检 体不足将影响整个计算的运行而造成误判，因此需要克服这方面的缺点。
发明内容
为了改善上述公知缺陷，本发明提供一种具有校正血容比功能的分析物测量方法 及系统，其通过不同的两组电极以及反应区分别测量血容比以及待分析物浓度，且用以测 量血容比值的电极组未覆盖反应层以达到校正的目的。为了达到上述目的，本发明的其中一技术方案在于提供一种具有校正血容比功能 的电化学生物感测试纸，其用以测量一分析物浓度，包括一基板广导电层，其覆盖设于 该基板上，且包括一第一组电极和一第二组电极，该第一组电极用以检测待分析物浓度，而 该第二组电极用以检测血容比浓度；一中隔板，其覆盖于该导电层上并暴露出导电层的一 端且凹设有一凹槽，该凹槽裸露出该导电层的另一端，且包括一分隔条设于该凹槽中段处 且相应于该第一组电极和第二组电极之间，而将该凹槽分为一第一反应区以及一第二反应 区，而该第一反应区对应于该第一组电极，而该第二反应区对应于该第二组电极；一反应 层，其覆盖于该导电层第一组电极上相应于该第一反应区处且用以与待分析物反应，但未 覆盖于该导电层第二组电极相应的第二反应区上；及一上隔板，其覆盖于该中隔板上。本发明所述的试纸中，该第一组电极用以给予一第一信号包括一直流信号，而 该第二组电极用以给予一第二信号包括一交流信号，较佳地，该第二信号包括直流偏移 (offset)加交流电压。
在本发明的一较佳实施例中，该试纸可进一步包括一聚合物 质层覆盖设于该第二反应区上，该聚合物质层较佳地可为甲基纤维素 (methylcellulose，MC)层、乙基纤维素(ethylcellulose，EC)层、羧甲基纤维 素(carboxymethyIcellulose, CMC)层、羧乙基纤维素(carboxyethyl cellulose, CEC)层、甲基羟乙基纤维素(methylhydroxyethylcellulose，MHEC)层、甲基 羟丙基纤维素(methylhydroxypropylcellulose，MHPC)层、乙基羟乙基纤维素 (ethylhydroxyethyIcellulose, EHEC)层、轻乙基纤维素(hydroxyethyIcellulose, HEC)层、羟丙基纤维素(hydroxypropylcellulose，HPC)层、羟丙基甲基纤维素 (hydroxypropy lmethy Ice llulose, HPMC)层、轻乙基羧甲基纤维素(hydroxyethy Icarbox ymethylcellulose, HECMC)层、羧甲基羟乙基纤维素(carboxymethylhydroxyethylcellu lose, CMHEC)层、聚乙烯吡咯烷酮-10 (polyvinylpyrrolidone，PVP-10)层、聚乙烯吡咯烷 酮-40 (polyvinylpyrrolidone，PVP-40)层、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)层、聚胺 基酸(polyamino acid)或其衍生物层、聚丙烯酸(polyacrylic acid)或其盐类层、淀粉或 其衍生物层、聚甲基丙烯酸(polymethacrylic acid)或其盐类层、马来酸酐聚合物(maleic anhydride polymer)或其盐类层、琼脂糖凝胶(agarose gel)或其衍生物层或以上任一种 的组合层。在本发明的一较佳具体实施例中，该导电层第一组电极可设于远离基板的一端， 而该第二组电极设于接近基板的一端，且该导电层可进一步包括一启动电极，该启动电极 设于远离基板的一端，并用以确认检体量是否足够而启动反应进行，此外，该导电层可包括 一导电银胶层和一导电碳粉层，该导电银胶层覆盖设于该基板上，而该导电碳粉层覆盖于 该导电银胶层上，另该导电层包括一接近或接触一生物感测器装置的第一端和一接近或接 触待分析物的第二端，且该导电银胶层的第二端未与导电碳粉层的第二端重叠。另一方面， 该导电层的第一组电极和第二组电极可分别包括一工作电极及一参考电极，较佳地，该第 一组电极和第二组电极共用一参考电极；更佳地，该共用的参考电极于接触反应区处分支 出两端端，该两端分别与第一组电极与第二组电极的工作电极配合。本发明所述的试纸中，该凹槽呈纵向且开口向该中隔板的一端或呈横向且开口向 该中隔板的一侧，且进一步可包括一绝缘层及一第二绝缘层，该绝缘层设于该中隔板与该 导电层间且设有一第二凹槽，而该第二绝缘层覆盖设于该中隔板上且凹设有一第三凹槽， 该第三凹槽相应于该中隔板的凹槽。另一方面，本发明所述的试纸可进一步包括一粗糙段， 该粗糙段设于基板上且相应于该中隔板凹槽近外侧。此外，本发明所述的试纸中，该上隔板 进一步包括一逃气孔及一缺口，该逃气孔设于相应在该中隔板凹槽远离外侧的一端，而该 缺口设于相应于该中隔板凹槽的外侧。本发明的另一技术方案在于提供一种具有校正血容比功能的生物感测器装置，其 用以插设入一电化学生物感测试纸并测量一分析物浓度，包括一连接器，其用以插设入该 电化学生物感测试纸，其中该电化学生物感测试纸包括不同组电极组；一电压源，其用以同 时分别提供该电化学生物感测试纸的不同电极组一第一信号包括一直流信号以及一第二 信号包括一固定频率的交流信号；一检测单元，其用以测量该第一信号及第二信号而分别 得到一第一反应值以及一第二反应值；且一微处理器，其接收该第一反应值以及该第二反应值并分别计算结果，再进行运算而获得该分析物浓度。在本发明的一较佳实施例中，本发明所述的生物感测器装置所提供的该第二信号 包括直流偏移加交流电压。另外，本发明所述的生物感测器装置可进一步包括一存储器，其 用以存储该获得的分析物浓度和用以校正的参数值；较佳地，该存储器包括一对应表格，该 对应表格包括第一反应值与分析物浓度对应值以及第二反应值与血容比对应值，且该微处 理器用以计算该第一反应值的分析物浓度对应值以及第二反应值的血容比对应值而获得 校正后的分析物浓度值；更佳地，该存储器包括三对应表格，其中第一对应表格为第一反应 值与分析物浓度对应值，第二对应表格为第二反应值与血容比对应值，第三对应表格为该 分析物浓度对应值和该血容比对应值与校正后分析物浓度值。另一方面，本发明所述的生物感测器装置中，该电压源包括一直流电压源以及一 交流电压源，而该检测单元为一电流检测单元。本发明的另一技术方案在于提供一种具有校正血容比功能的分析物测量系统，其 包括上述的电化学生物感测试纸以及生物感测器装置。再一方面，本发明的另一技术方案在于提供一种具有血容比校正功能的测量方 法，其用以检测一检体内分析物浓度，较佳地，该检体为血液且该分析物为血糖。本发明所 提供的方法包括提供一如上所述的电化学生物感测试纸；提供该检体与该第一组电极组 和第二组电极组接触；提供一第一信号至该第一组电极组，同时地提供一第二信号至该第 二组电极组，其中该第一信号包括一直流信号，该第二信号包括一交流信号且为一固定频 率；测量该第一信号而获得一第一反应值；测量该第二信号而获得一第二反应值；计算该 第一反应值而获得一第一测量值，该第一测量值为未校正的分析物浓度；计算该第二反应 值而获得一第二测量值，该第二测量值为该检体的血容比值；且计算该第一测量值和第二 测量值而获得校正后的该分析物浓度。在本发明的一较佳实施例中，本发明所述的方法中，该交流信号的固定频率小于 5kHz，较佳地，该交流信号的固定频率为IkHz、2kHz、3kHz或4kHz ；该交流信号可具有一振 幅为0. 5至2Vpp，较佳地为2Vpp ；该交流信号可包括一直流偏移加交流电压，且该直流偏移 值小于2000mV，较佳地为250mV、500mV或750mV ；该交流信号的波型可为方波、三角波、梯形 波或连续式的脉冲；该直流信号的强度可介于300mV至600mV。另一方面，本发明所述的方法中，该第一及第二反应值包括电流信息，而测量该第 一信号与测量该第二信号可同时进行，进一步地测量该第一信号与测量该第二信号进行5 秒。在本发明的另一较佳实施例中，本发明所述的方法中，计算该第一反应值而获得 一第一测量值步骤为对应该第一反应值至一对应表格而对应出该未校正的分析物浓度，而 计算该第二反应值而获得一第二测量值步骤为对应该第二反应值至另一对应表格而对应 出该检体的血容比值，且计算该第一测量值和第二测量值步骤为对应该分析物浓度对应值 和该血容比对应值至再一对应表格而对应出校正后分析物浓度值。借此，本发明所提供的技术方案可以达到在测量分析物浓度时加以校正血容比 值，故而可获得更为准确的分析物浓度，所提供的技术方案也可达到缩短测量时间、减少测 量复杂度并可避免两者间的相互干扰，进而更有利于使用者使用。
图1为本发明提供予电化学生物感测试纸的刺激信号与时间关系图。图2为本发明电化学生物感测试纸较佳实施例的立体示意图。图3为本发明电化学生物感测试纸较佳实施例的立体分解图。图4为本发明图2导电层一端的示意图。图5为本发明图2较佳实施例反应层分布示意图。图6为本发明电化学生物感测试纸另一较佳实施例的立体分解图。图7为不同频率分别为lkHz、2kHZ、3kHZ、4kHZ，且提供不同振幅分别为0. 5Vpp、 IVppU.5Vpp的信号予试纸所获得全血以及血浆的电流和血容比值关系图。图8为提供2kHz和4kHz不同频率及不同振幅的信号予试纸所获得全血以及血浆 的电流和血容比值关系图。图9为检测不同血容比值与电流的关系图。图10为本发明的反应层覆盖设于第一组电极以及第二组电极所计算获得的电流 和血容比关系图。图11为本发明的反应层仅覆盖其中一组电极所计算获得的电流和血容比关系 图。图12为使用本发明图2所示的电化学生物感测试纸所计算获得的血糖浓度与YSI 检测结果的比对关系图。上述附图中的附图标记说明如下10基板 20导电层200、200a 第一组电极202、202a 第二组电极22导电银胶层 24导电碳粉层26粗糙段 28测量启动电极30中隔板 32凹槽34分隔条 36第一反应区38第二反应区 40反应层50上隔板 52逃气孔54缺口 60绝缘层62第二凹槽 70第二绝缘层72第三凹槽 80黏着层800第四凹槽 81刺激信号82第二信号 84第一信号86时间点
具体实施例方式本发明公开一种具有校正血容比功能的分析物浓度测量方法、系统、电化学生物 感测试纸以及生物感测器装置。该系统可包括电化学生物感测试纸以及生物感测器装置， 由于测量检体中分析物浓度时，尤其是检体为血液，容易受到其他因子影响而导致测量结果的误差，譬如血液的血容比值即会影响血液中血糖值浓度的测量，而准确的测量血液中 血糖值浓度，可以帮助糖尿病患者长期监控血糖值，进而可以避免糖尿病所导致的并发症， 例如眼盲、循环不良导致截肢等等，为了能获得更为准确的测量结果，本发明公开的生物感 测器装置较佳地具有一电压源可提供一第一信号包括一直流信号以及一第二信号包括一 交流信号至一检体中，在本发明的较佳实施例中，该电化学生物感测试纸包括两个反应区， 且各反应区分别包括一组电极，该第一信号及第二信号分别提供至该两个反应区之一，借 此，分别检测检体的血容比值以及分析物未校正的浓度，进而通过本发明公开的系统、方 法、试纸及装置可由校正血容比值而获得更为准确的测量结果。另一方面，本发明相关的系 统、方法、试纸及装置可以达到缩短时间、方便测量的目的。术语“一信号包括一交流信号”定义该信号有部分为交流电位(电压)，例如该信 号可为100%的交流电位(电压)而不包括直流部分的一交流信号；该信号也许为交流信 号加上直流偏移(Offset)(直流和交流信号叠合)。本发明的一较佳实施例中提供一种具有校正血容比功能的分析物浓度测量方法， 通过提供及测量交流信号的反应，进而检测检体的阻抗(impedance)值，再换算出检体中 血容比值。请参考图1所示，其为本发明一较佳实施例中使用于本发明方法和系统的刺 激信号81，于时间点86时，开始分别同时提供一第一信号84包括一直流信号以及一第 二信号82包括一交流信号，在此较佳实施例中，该第二信号82为交流信号加上直流偏移 (offset)，其频率为2kHz，且振幅(amplitude)为2Vpp，直流偏移值较佳地为2000mV，波 ^1 '^ ' (square waveform)(triangle waveform) ^ (trapezoid waveform)，更佳地在此一实施例中，该交流信号波型为方波或者为连续式的脉冲(pulse)； 而该直流信号可为300至600mV，较佳地在此一实施例中为425mV。请参考图2及图3所示，其为本发明电化学生物感测试纸的一较佳实施例的立体 图及分解图，包括一基板10、一导电层20、一中隔板30、一反应层40以及一上隔板50。该基板10可为绝缘基材并具有电绝缘特性。该导电层20覆盖设于该基板10上，且包括一第一端、一第二端、一第一组电极200 和一第二组电极202，该导电层20的第一端接近或接触一生物感测器装置，该导电层20的 第二端接近或接触一检体。在本发明的一较佳实施例测量时，提供一第一信号至该第一组电极200，该第一信 号包括一直流信号，较佳地，该直流信号为直流电；提供一第二信号至该第二组电极202， 该第二信号包括一交流信号，较佳地，该交流信号为交流电，更佳地，该第二信号包括直流 偏移(offset)加交流电压，该交流电的波形可为方波、三角波、梯形波等等，更佳地，该交 流电的波型为方波，或者该第二信号为一脉冲(pulse)。在本发明的一较佳实施例中，该第 一组电极200和第二组电极202分别包括一工作电极及一参考电极。在另一较佳实施例 中，该第一组电极200和第二组电极202可共用一参考电极；更佳地，该共用的参考电极于 接触反应区处分支出两端(图中未示)，该两端分别与第一组电极200与第二组电极202的 工作电极配合。较佳地，该导电层20包括一导电银胶层22和一导电碳粉层M，该导电银胶 层22覆盖设于该基板10上，而该导电碳粉层M覆盖于该导电银胶层22上。如图3所示，该第一组电极200可设于较远离吸入检体端，也即，该第一组电极200 设于远离该导电层20的第二端。一较佳实施例中，若该第一组电极200设于较远离吸入检体端时，则于基板10上进一步包括一测量启动电极观，该测量启动电极观可用以检测当检 体接触到该测量启动电极观时即可启动测量，或者，可用以检测检体是否足够，借此，可于 检体足够时再进行检测。另配合图4所示，其为试纸一端的放大示意图，其为本发明的一较 佳实施例，该导电银胶层22的第二端未与导电碳粉层M的第二端重叠，借此，可避免导电 银胶层22干扰反应的进行。但在远离反应层40处可增加传导速度，缩短反应检测时间。该中隔板30覆盖设于部分基板10及导电层20上，且裸露出导电层20分别用以 与生物感测器装置接通检测电化学改变的一端，较佳地，该中隔板30凹设有一凹槽32而裸 露出导电层20的另一端。较佳地，该凹槽32呈纵向且开口向该中隔板30的一端。另一方 面，该凹槽32也可呈横向且开口向该中隔板30的一侧(图中未示)。更佳地，该中隔板30 于凹槽32中段处设有一分隔条34而将该凹槽32区分为一第一反应区36以及一第二反应 区38。另一方面，该中隔板30也可由印刷方式取代。通过此分隔条34而避免第一反应区 36和第二反应区38的互相干扰。较佳地，该中隔板30与导电层20间进一步设有一绝缘层60，该绝缘层60相对于 该凹槽32处也设有一第二凹槽62，用以暴露出该导电层20的一部分且相应于该中隔板30 的凹槽32。此外，在本发明的另一较佳实施例中，该中隔板30上进一步包括一第二绝缘层70 覆盖于该中隔板30上，该第二绝缘层70设有一第三凹槽72，该第三凹槽72相应于该中隔 板30的凹槽32。另配合图5观之，该反应层40覆盖于该中隔板30的凹槽32的第一反应区36内 且设于该第一组电极200未接触基板10的一面，而与导电层20的一端接触，其含有生物活 性物质(例如酵素)、酵素辅助因子、安定剂(如高分子聚合物)及缓冲溶液等，但该反应层 40未覆盖于该第二组电极202相应于该中隔板30凹槽32处(即第二反应区38)。当该反应层40覆盖设于该第一组电极200上，而该第二组电极202未覆盖反应 层，在检测血容比时可以避免反应层的干扰，由以下实施例中实验可以获得支持。当检体由 检体吸入口吸入后，先经过第二反应区38并接触该第二组电极202，再经过第一反应区36 且接触该第一组电极200后到达测量启动电极观，此时当测量启动电极观检测到检体后即 开始进行测量。在本发明的另一较佳实施例中，该第二组电极202上虽未覆盖反应层，但仍 可作其他处理。在本发明的一较佳实施例中，该第二组电极202上的第二反应 区38进一步覆盖一聚合物质层(图中未示)，该聚合物质层可为甲基纤维素 (methylcellulose，MC)层、乙基纤维素(ethylcellulose，EC)层、羧甲基纤维素 (carboxymethyl cellulose, CMC)层、羧乙基纤维素(carboxyethyl cellulose, CEC)层、甲基羟乙基纤维素(methylhydroxyethylcellulose，MHEC)层、甲基 羟丙基纤维素(methylhydroxypropylcellulose，MHPC)层、乙基羟乙基纤维素 (ethylhydroxyethyIcellulose, EHEC)层、轻乙基纤维素(hydroxyethyIcellulose, HEC)层、羟丙基纤维素(hydroxypropylcelIulose，HPC)层、羟丙基甲基纤维素 (hydroxypropy lmethy Ice llulose, HPMC)层、轻乙基羧甲基纤维素(hydroxyethy Icarbox ymethylcellulose, HECMC)层、羧甲基羟乙基纤维素(carboxymethylhydroxyethylcellu lose, CMHEC)层、聚乙烯吡咯烷酮-10 (polyvinylpyrrolidone，PVP-10)层、聚乙烯吡咯烷酮-40 (polyvinylpyrrolidone，PVP-40)层、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)层、聚胺 基酸(polyamino acid)或其衍生物层、聚丙烯酸(polyacrylic acid)或其盐类层、淀粉或 其衍生物层、聚甲基丙烯酸(polymethacrylic acid)或其盐类层、马来酸酐聚合物(maleic anhydride polymer)或其盐类层、琼脂糖凝胶(agarose gel)或其衍生物层或以上任一种 的组合层，借此可提高血容比测量的正确性。另外，为了增加反应层40物质覆盖于基板10上的稳固性，因此在反应层40下相 应于该凹槽32处设有一亲水层(图中未示)，该亲水层可用以增加反应区40物质的贴附效 力。再配合图6观之，该第一组电极200a可设于较靠近吸入检体端。较佳地，当该第 一组电极200a设于靠近吸入检体端，则该第二组电极20 的参考电极可另作为检测检体 是否足够或者作为测量启动电极，即可达到更为准确测量的目的，当该电极检测到检体后 即启动测量。在本发明的较佳实施例中，本发明于基板10上相应于中隔板30的凹槽32近外侧 设有一粗糙段26，较佳地，该粗糙段沈可呈一直线或多段直线。该粗糙段沈可为导电材 料，该粗糙段26更佳地由导电碳粉形成，且不与导电层20相接触，或者，该粗糙段沈也可 由非导电材料制作。该粗糙段26可增加基板10的粗糙度，防止反应层40物质脱落。该上隔板50覆盖设于该中隔板30上且包括一逃气孔52，该逃气孔52设于相应在 该中隔板30凹槽32吸入检体的另一端，也及远离外侧的一端，较佳地，该上隔板50设有一 缺口 54，该缺口 M相应于该中隔板30凹槽32外侧。在本发明的一较佳实施例中，该上隔 板50进一步通过一黏着层80与该中隔板30接合，且该黏着层80设有一第四凹槽800相 应于该中隔板30的凹槽32。在本发明的一较佳实施例中，该生物感测器装置包括有一连接器、一电压源、一检 测单元以及一微处理器，当测量分析物浓度时，首先将电化学生物感测试纸插入该生物感 测器装置的连接器中，且由该电压源提供一电压，以由该生物感测器装置检测检体量是否 达到需求，此时该生物感测器装置先暂时停止供应电压(配合图1观之)，经过一段时间后， 再由该生物感测器装置同时提供电化学生物感测试纸的第一组电极该第一信号，较佳地为 直流信号，以及提供第二组电极该第二信号，较佳地，该第二信号包括交流信号加上直流偏 移，该直流偏移值可小于2000mV，更佳地，直流偏移值为250mV、500mV或750mV，并由该检测 单元测量该第一信号于该第一组电极所得到的反应和第二信号于第二组电极所获得的反 应，在本发明的一较佳实施例中，该检测单元为一电流检测单元，所测量得的反应为一电流 值，因电流与其阻抗(impedance)值具有一定相关性，其阻抗与血容比呈一正相关，因此可 通过测量阻抗值推导出对应的血容比，由于阻抗为电压与电流的比值，当提供相同电压值， 通过测量电流的倒数而推导出正比于血容比。本发明的一较佳具体实施例中提供一种具有校正血容比功能的系统，该系统包括 上述的生物感测器装置以及电化学生物感测试纸，通过两者的配合而获得更为准确具有校 正血容比的分析物浓度值。综上所述，本发明具有下述的优势及特点，包括1.本发明所提供的电化学生物感测试纸包括两组不同的电极组，通过不同电极组 以分别检测分析物浓度和血容比值，因此可达到互相不受干扰的结果。
2.本发明所提供的电化学生物感测试纸不但设有不同组电极组，并且也分别于不 同的反应区进行检测分析物浓度和血容比值，因此可几乎完全分隔两者的测量，借此提高 测量的准确度。3.本发明所提供的电化学生物感测试纸于检测分析物浓度和血容比值的不同反 应区进行不同的处理，例如于检测血容比反应区的部位覆盖设有聚合物质层且不覆盖与分 析物反应的反应层，因此可达到增加血容比检测的准确性。4.本发明所提供的生物感测器装置通过同时提供不同的第一信号和第二信号至 不同的电极组测量，而可达到分别测量血容比值和分析物浓度的目的，不但可缩短反应时 间且达到更为准确的结果。5.本发明所提供的生物感测器装置所使用的交流信号特别设定为固定频率，不但 可缩短反应时间，并也也可减少能量的耗损且简化设计。本发明其他特征及优点将可明显见于下列较佳具体事实及权利要求。实施下列实施例用于示范说明本发明，这些实施例不以任何方式意欲限制本发明的范 围，但用于指示如何实施本发明的材料和方法。实施例1 提供不同频率、振幅以及时间的信号刺激全血以及血浆检体所获得的 血容比值本实施例提供于电化学生物感测试纸的检体一交流加直流偏移信号，并分别提供 不同频率的信号，其分别为lkHz、2kHZ、3kHZ、4kHZ，且提供不同振幅分别为0. 5Vpp、lVpp、 1. 5Vpp，并分别使用全血和血浆检体，进而测量分别为5秒以及10秒不同时间点时其电流 值，并经由计算获得血容比值，其结果如图7及图8所示。请参考图7所示，左边点为全血检体，右边点为血浆检体，在提供不同频率以及不 同振幅的交流信号，且测量5秒后所获得的电流值，并比对全血以及血浆检体之间的不同。请参考图8所示，左边点为全血检体，右边点为血浆检体，提供2kHz和4kHz不同 频率以及不同振幅的交流信号，进行测量5秒及10秒所获得的电流值，并比对全血以及血 浆检体的不同。实施例2 进行电流值与血容比值的相关性测试使用如图2所示的电化学生物感测试纸进行测试，本实施例提供于电化学生物感 测试纸的检体一交流加直流偏移信号，该信号所提供的频率为2kHz，且提供振幅为lVpp， 并分别使用不同血容比的检体，进而测量5秒后的电流值，重复三次，并与其相对应的血容 比值进行相关性的比较，其结果如图9所示。参考图9所示，将同一检体进行三次重复以及不同检体测量所获得的电流值与血 容比值作图，可以得到电流值与血容比值的相关性曲线。实施例3 使用第一组及第二组电极都覆盖反应层的电化学生物感测试纸所计算 获得的血容比值本实施例使用类似图2所示的电化学生物感测试纸结构进行测试，但在第一组电 极和第二组电极上都设计覆盖反应层，并使用血容比分别为0、20、45、65的检体进行测试。测量时，在试纸上利用毛细现象吸入适当量检体于反应层，并分别提供直流电至 第一组电极，以及在第二组电极上提供一电压包括交流电压及直流偏移，测量时间点上的电流值，并进行八次重复。请参考图10所示，其于第一组电极以及第二组电极上都覆盖含有反应酵素的反 应层所计算获得的电流及血容比关系图，其结果显示出若反应层覆盖于检测血容比的电极 所获得的结果其偏差过大。实施例4 使用于检测血容比的电极组未覆盖反应层的试纸所测量并计算获得的 血容比值实施例4使用图2所示的电化学生物感测试纸，并使用血容比分别为0、20、45、70 的检体进行测量。测量时，在试纸上提供检体，并分别提供直流电至第一组电极，以及提供一电压包 括交流加直流偏移至第二组电极上，测量时间点上的电流值，并进行八次重复。请参考图11所示，其仅在第二组电极上覆盖反应层所计算获得的电流血容比关 系图，可以发现其在不同血容比的情况下所计算获得的血容比值偏差较�。虼擞诩觳庋� 容比的电极组未覆盖反应层可得到较为准确的血容比值，可以避免反应层所造成的误差。实施例5 于检测血容比的电极组上未覆盖反应层所获得的血糖值本实施例使用图2图示的电化学生物感测试纸进行测试，于第一组电极组上未覆 盖反应层而进行血容比的检测，而于第二组电极上覆盖反应层以进行血糖浓度检测。提供 120个检体进行测试，并比对YSI所测量得的浓度，再比对未经过血容比校正及通过所检 测得的血容比校正后的血糖浓度，如图12所示，经由血容比校正后可获得更为准确的血糖 值。实施例6 同时分别地提供一交流加直流偏移信号和一直流信号与前后交换提供 交流加直流偏移信号和直流信号以测量血糖值本实施例使用图2图示的电化学生物感测试纸进行三种不同测试。1.同时分别地 提供一交流加直流偏移信号以及一直流信号于不同的电极组，该交流加直流偏移信号提供 于未覆盖反应层的第一组电极组上而进行血容比的检测，该直流信号提供于覆盖反应层的 第二组电极上以进行血糖浓度检测。2.先提供交流加直流偏移信号于未覆盖反应层的第一 组电极组上而进行血容比的检测后，再提供直流信号于覆盖反应层的第二组电极上进行血 糖浓度检测。以及3.先提供直流信号于覆盖反应层的第二组电极上进行血糖浓度检测后， 再提供交流加直流偏移信号于未覆盖反应层的第一组电极组上而进行血容比的检测。经计 算后，比较其血糖值与YSI的结果，其三种测试方式的CV值结果如下表。表一
权利要求
1.一种具有校正血容比功能的电化学生物感测试纸，其用以测量一分析物浓度，包括一基板；一导电层，其覆盖设于该基板上，且包括一第一组电极和一第二组电极，该第一组电极 用以检测待分析物浓度，而该第二组电极用以检测血容比浓度；一中隔板，其覆盖于该导电层上并暴露出导电层的一端且凹设有一凹槽，该凹槽裸露 出该导电层的另一端，且包括一分隔条设于该凹槽中段处且相应于该第一组电极和第二组 电极之间，而将该凹槽分为一第一反应区以及一第二反应区，而该第一反应区对应于该第 一组电极，而该第二反应区对应于该第二组电极；一反应层，其覆盖于该导电层第一组电极上相应于该第一反应区处且用以与待分析物 反应，但未覆盖于该导电层第二组电极相应的第二反应区上；及 一上隔板，其覆盖于该中隔板上。
2.如权利要求1所述的电化学生物感测试纸，其中该第一组电极用以给予一第一信号，该第一信号包括一直流信号，而该第二组电极用以给予一第二信号，该第二信号包括一 交流信号。
3.如权利要求2所述的电化学生物感测试纸，其中该第二信号包括直流偏移加交流电压。
4.如权利要求3所述的电化学生物感测试纸，其进一步包括一聚合物质层，该聚合物 质层覆盖设于该第二反应区上，且该聚合物质层为甲基纤维素层、乙基纤维素层、羧甲基纤 维素层、羧乙基纤维素层、甲基羟乙基纤维素层、甲基羟丙基纤维素层、乙基羟乙基纤维素 层、羟乙基纤维素层、羟丙基纤维素层、羟丙基甲基纤维素层、羟乙基羧甲基纤维素层、羧甲 基羟乙基纤维素层、聚乙烯吡咯烷酮-10层、聚乙烯吡咯烷酮-40层、聚乙烯醇层、聚胺基酸 或其衍生物层、聚丙烯酸或其盐类层、淀粉或其衍生物层、聚甲基丙烯酸或其盐类层、马来 酸酐聚合物或其盐类层、琼脂糖凝胶或其衍生物层或以上任一种的组合层。
5.如权利要求4所述的电化学生物感测试纸，其中该导电层第一组电极设于远离基板 的一端，而该第二组电极设于接近基板的一端，且该导电层进一步包括一启动电极，该启动 电极设于远离基板的一端。
6.如权利要求5所述的电化学生物感测试纸，其中该导电层包括一导电银胶层和一导 电碳粉层，该导电银胶层覆盖设于该基板上，而该导电碳粉层覆盖于该导电银胶层上，且该 导电层的第一组电极包括一工作电极及一参考电极，而该第二组电极包括一工作电极及一 参考电极。
7.一种具有校正血容比功能的生物感测器装置，其用以插设入一电化学生物感测试纸 并测量一分析物浓度，包括一连接器，其用以插设入该电化学生物感测试纸，其中该电化学生物感测试纸包括不 同组电极组；一电压源，其用以同时分别提供该电化学生物感测试纸的不同电极组一第一信号以及一第二信号，该第一信号包括一直流信号，该第二信号包括一固定频率的交流信号；一检测单元，其用以测量该第一信号及第二信号而分别得到一第一反应值以及一第二 反应值；且一微处理器，其接收该第一反应值以及该第二反应值并分别计算结果，再进行运算而 获得该分析物浓度。
8.如权利要求7所述的生物感测器装置，其中该第二信号包括直流偏移加交流电压。
9.如权利要求8所述的生物感测器装置，其进一步包括一存储器，其用以存储该获得 的分析物浓度和用以校正的参数值，其中该存储器包括一对应表格，该对应表格包括第一 反应值与分析物浓度对应值以及第二反应值与血容比对应值，且该微处理器用以计算该第 一反应值的分析物浓度对应值以及第二反应值的血容比对应值而获得血容比校正后的分 析物浓度值。
10.如权利要求8所述的生物感测器装置，其中该存储器包括三个对应表格，所述三个 对应表格中的第一对应表格为第一反应值与分析物浓度对应值，所述三个对应表格中的第 二对应表格为第二反应值与血容比对应值，所述三个对应表格中的第三对应表格为该分析 物浓度对应值和该血容比对应值与校正后分析物浓度值。
11.如权利要求10所述的生物感测器装置，其中该电压源包括一直流电压源以及一交 流电压源，且该检测单元为一电流检测单元。
12.—种具有校正血容比功能的分析物测量系统，其包括一电化学生物感测试纸，其包括一导电层，该导电层包括一第一组电极以及一第二组 电极，该第一组电极用以测量该分析物浓度且其上覆盖一层与该分析物反应的反应层，而 该第二组电极用以检测血容比浓度；一生物感测器装置，其用以选择性地插设入该电化学生物感测试纸，并包括一电压源，其用以同时提供该电化学生物感测试纸一第一信号包括一直流信号至该第 一组电极以及一第二信号包括一交流信号至该第二组电极；一检测单元，其用以测量该第一信号及第二信号的反应而分别得到一第一反应值以及 一第二反应值；且一微处理器，其接收该第一反应值以及该第二反应值并分别计算结果，再进行运算而 获得该分析物浓度。
13.如权利要求12所述的分析物测量系统，其中该电化学生物感测试纸进一步包括一 中隔板，该中隔板覆盖该导电层上并暴露出导电层的一端且凹设有一凹槽，该凹槽裸露出 该导电层的另一端，且包括一分隔条设于该凹槽中段处且相应于该第一组电极和第二组电 极之间，而将该凹槽分为一第一反应区以及一第二反应区，而该第一反应区对应于该第一 组电极，而该第二反应区对应于该第二组电极。
14.如权利要求13所述的分析物测量系统，其中该电化学生物感测试纸的第二组电极 之上进一步覆盖设有一聚合物质层。
15.如权利要求13所述的分析物测量系统，其中该第二信号包括直流偏移加交流电压。
16.如权利要求15所述的分析物测量系统，其中该生物感测器装置进一步包括一存储 器，该存储器包括一对应表格，该对应表格包括第一反应值与分析物浓度对应值以及第二 反应值与血容比对应值，且该微处理器用以计算该第一反应值的分析物浓度对应值以及第 二反应值的血容比对应值而获得血容比校正后的分析物浓度值。
17.如权利要求15所述的分析物测量系统，其中该存储器包括三对应表格，其中第一对应表格为第一反应值与分析物浓度对应值，第二对应表格为第二反应值与血容比对应 值，第三对应表格为该分析物浓度对应值和该血容比对应值与校正后分析物浓度值。
18.一种具有血容比校正功能的测量方法，其用以检测一检体内分析物浓度，包括 提供一如权利要求1所述的电化学生物感测试纸；提供该检体与该第一组电极组和第二组电极组接触；提供一第一信号至该第一组电极组，同时地提供一第二信号至该第二组电极组，其中 该第一信号包括一直流信号，该第二信号包括一交流信号且为一固定频率； 测量该第一信号而获得一第一反应值； 测量该第二信号而获得一第二反应值；计算该第一反应值而获得一第一测量值，该第一测量值为未校正的分析物浓度； 计算该第二反应值而获得一第二测量值，该第二测量值为该检体的血容比值；且 计算该第一测量值和第二测量值而获得校正后的该分析物浓度。
19.如权利要求18所述的测量方法，其中该交流信号的固定频率小于5kHz。
20.如权利要求19所述的测量方法，其中该交流信号的固定频率为IkHz、2kHz、3kHz或 4kHz。
21.如权利要求18所述的测量方法，其中该交流信号具有一振幅为0.5至2Vpp。
22.如权利要求21所述的测量方法，其中该交流信号具有一振幅为2Vpp。
23.如权利要求18所述的测量方法，其中该交流信号包括一直流偏移加交流电压，且 该直流偏移值小于2000mV。
24.如权利要求23所述的测量方法，其中该直流偏移值为250mV、500mV或750mV。
25.如权利要求18所述的测量方法，其中该第一及第二反应值包括电流信息。
26.如权利要求25所述的测量方法，其中测量该第一信号与测量该第二信号同时进行。
27.如权利要求沈所述的测量方法，其中测量该第一信号与测量该第二信号进行5秒。
28.如权利要求27所述的测量方法，其中计算该第一反应值而获得一第一测量值步骤 为对应该第一反应值至一对应表格而对应出该未校正的分析物浓度，而计算该第二反应值 而获得一第二测量值步骤为对应该第二反应值至另一对应表格而对应出该检体的血容比 值，且计算该第一测量值和第二测量值步骤为对应该分析物浓度对应值和该血容比对应值 至再一对应表格而对应出校正后分析物浓度值。
全文摘要
本发明公开一种具有校正血容比功能的分析物测量电化学生物感测试纸、生物感测器装置、系统及方法，该试纸包括一用以检测分析物浓度的第一组电极和一用以检测血容比浓度的第二组电极，该第一组和第二组电极另分别对应于不同的反应区，而与待测物反应的反应层只覆盖设于该第一组电极上，通过提供包括直流信号的第一信号予第一组电极和提供包括固定频率交流信号的第二信号予第二组电极，进而分别测量出未校正的分析物浓度和血容比值，并借此获得更为准确经由血容比值校正的分析物浓度。
文档编号G01N33/66GK102128932SQ20101000296
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者吴佳其, 周泰成, 李彩云, 陈朝旺 申请人:泰博科技股份有限公司
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