本技術涉及一種測試生物樣品中尿酸濃度的方法及傳感器,屬于尿酸檢測。
背景技術:
1、在對生物樣品進行檢測分析物的檢測分析時,通過測量設備將輸入信號施加至傳感器的工作電極上,該工作電極將輸入信號傳送到生物樣品中,生物樣品中的分析物發生氧化還原反應,以生成響應于輸入信號的輸出信號,從而根據輸出信號來測定生物樣品中分析物濃度。該分析物包括血糖、血酮、血乳酸、膽固醇、尿酸、甘油三脂、凝血因子、抗凝因子等物質,上述分析物的測試結果能夠用于醫學診斷以及治療生理異常。例如,高尿酸血癥個體可以使用生物傳感器系統來測定血液中的血尿酸水平以調整飲食和/或藥物。
2、生物傳感器存在較多測試干擾。比如,血細胞比容百分比(%-hct)就是其中比較明顯的干擾因素。這一干擾來源于反應后的介體質在擴散到電極過程中,其擴散受到血細胞的阻礙,從而使得擴散系數因%-hct而變化。而電化學反應中的電流將會受到不同%-hct的影響。這反應在傳感器試條的出廠批次校準以42%?hct為中心。如果使用者的%-hct高于42%,則測試會出現負偏差,而如果使用者的%hct低于42%,則測試會出現正偏差。其它的干擾因素例如試條在儲存時間內所產生的老化效應,其測試的靈敏度相對衰退,或產生更多可供背景信號的可氧化物;還有測試環境溫度、環境濕度等也會產生干擾。
3、傳統生傳感器在監測和減少化學干擾物方面,基本基于在空白電極上輸入單一電壓,以測量總的可能干擾器信號,從而通過算法給工作電極的信號作出排除干擾物的補償。然而在很多情況下,一些可能存在的化學物會對工作電極產生干擾,以生成錯誤的電信號,影響檢測的準確度和精確度。因此有必要研發一種抗干擾能力強的尿酸測試方法。
技術實現思路
1、為了解決上述問題,提供了一種測試生物樣品中尿酸濃度的方法,該方法測試時間短且抗hct干擾影響強,其通過向工作電極輸入激勵信號序列,能夠有效對電流信號進行校正,減小或消除hct對測試結果的影響,進而提高測試結果的準確度和精確度。
2、根據本技術的一個方面,提供了一種測試生物樣品中尿酸濃度的方法,包括以下步驟:
3、使電極組接觸生物樣品,其中,所述電極組包括工作電極和對電極,向所述工作電極輸入激勵信號序列,其中,所述激勵信號序列包括至少兩個連續或非連續的輸入信號,每個輸入信號均為恒值;
4、測量至少一個響應于所述激勵信號序列的輸出信號序列,根據所述輸出信號序列,得到所述生物樣品中的尿酸濃度。
5、激勵信號序列可以連續也可以不連續,均能夠根據輸入信號獲得輸出信號,并通過對輸出信號進行處理,采用多參數補償線性回歸擬合得到生物樣品中的尿酸濃度,從而減小或消除hct對尿酸結果的影響,提高檢測結果的準確度。
6、可選地,所述激勵信號序列包括4-6個連續的輸入信號。
7、可選地,所述激勵信號序列中后一個輸入信號的電壓值高于前一個輸入信號的電壓值,電壓范圍為0.15~1.2v;
8、優選的,所述激勵信號序列包括5個連續的輸入信號,5個連續的輸入信號的電壓值分別為0.15v、0.4v、0.6v、0.8v、1.2v。
9、可選地,所述激勵信號序列中每個輸入信號的施加時間不大于1s。每個輸入信號的施加時間可以相等也可以不相等,均能夠得到相應的輸出信號并對輸出信號進行處理得到尿酸濃度的計算方程。
10、優選的,所述激勵信號序列中每個輸入信號的施加時間相等。
11、可選地,響應于每個輸入信號的輸出信號為2-6個,優選為5個。
12、可選地,所述工作電極為空白電極,所述對電極上覆蓋有酶液,所述酶液包括vc反應酶。
13、在對電極上覆蓋vc反應酶能夠先將血液中的vc反應掉,避免血液中的vc對測試結果產生干擾,進一步提高檢測的準確性;由于工作電壓是施加在工作電極上的,因此工作電極上未覆蓋有vc酶,以免產生干擾電流。
14、可選地,所述酶液還包括海藻糖、pb緩沖溶液和cmc高聚物。
15、根據本技術的另一個方面,提供了一種用于計算生物樣品中尿酸濃度的方法,使電極組接觸生物樣品,其中,所述電極組包括工作電極和對電極,向所述工作電極輸入激勵信號序列,其中,所述激勵信號序列包括至少兩個連續或非連續的輸入信號,每個輸入信號均為恒值;響應于每個輸入信號的輸出信號為2-6個;
16、所述尿酸u校準濃度的計算方法為:u校準=u計算/(1+f),u計算=a·i11·i21/i平均+b,其中,
17、f為誤差補償因子,表達式如下:
18、
19、其中,a的取值范圍為300-350,b的取值范圍為-450至-350,i11為第一個輸入信號的第一個輸出信號,i21為第二個輸入信號的第一個輸出信號;
20、k的取值范圍為-1至0,m表示第m個輸入信號,n表示響應于第m個輸入信號的第n個輸出信號,m選自4-6中的任一整數,n選自2-6中的任一整數;cx的取值范圍為-15至15,x的取值范圍為1至m與n的乘積之間的整數;dy的取值范圍為-1至1,y的取值范圍為1至m與(n-1)的乘積之間的任一整數;ez的取值范圍為-10至10,z的取值范圍為1至的乘積之間的任一整數,×為笛卡爾積。
21、imn為響應于輸入信號的電流值,為端點電流間比值,通過獲得電流值、端點電流間比值及任意兩個端點電流間比值的乘積計算得到誤差補償因子,通過誤差補償因子對尿酸濃度進行校正,能夠精準計算生物樣品中的尿酸濃度,提高測試結果的準確度并節省檢測時間。
22、可選地,所述激勵信號序列中后一個輸入信號的電壓值高于前一個輸入信號的電壓值,電壓范圍為0.15~1.2v;
23、優選的,所述激勵信號序列包括5個連續的輸入信號,5個連續的輸入信號的電壓值分別為0.15v、0.4v、0.6v、0.8v、1.2v。
24、可選地,所述激勵信號序列中每個輸入信號的施加時間不大于1s;
25、優選的,所述激勵信號序列中每個輸入信號的施加時間相等。
26、根據本技術的又一個方面,提供了一種測試生物樣品中尿酸濃度的傳感器,包括:
27、生物傳感器,所述生物傳感器包括工作電極,其中,所述工作電極為空白電極或覆蓋有不能氧化尿酸的化學劑,所述工作電極能夠接收激勵信號序列,所述激勵信號序列包括至少兩個連續或非連續的輸入信號,每個輸入信號均為恒值;
28、電化學傳感器,所述電化學傳感器包括對電極,其中所述對電極覆蓋有可氧化尿酸的化學劑;
29、測量至少一個響應于所述激勵信號序列的輸出信號序列,根據所述輸出信號序列,得到所述生物樣品中的尿酸濃度。
30、本技術的有益效果包括但不限于:
31、1.本技術測試、計算生物樣品中尿酸濃度的方法,采用連續或不連續激勵信號序列用于血尿酸測試,測試時間短,抗hct干擾影響強,計算時采用多參數補償線性回歸擬合計算尿酸濃度,能夠有效的對電流信號進行校正,減小或消除hct對測試結果的影響,進而提高測試結果的準確度和精確度。
32、2.本技術測試、計算生物樣品中尿酸濃度的方法,取代傳統的長時間的開路孵化再加電壓氧化的簡單方法,在工作電極上輸入激勵信號序列,測試所得到的輸出信號及信息量增加了,對有限的化學物作出確定并精準算出尿酸濃度。
33、3.本技術測試、計算生物樣品中尿酸濃度的方法,對工作電極輸入激勵信號序列時,在激勵信號序列連續上漲達到一定程度后,還會產生與血樣的hct有關的信號,從而通過這些信號作hct效應的補償,基于多參數補償線性回歸擬合計算尿酸濃度,從而達到減輕hct干擾的效果,為尿酸測試過程提供極其重要信息。
34、4.本技術測試、計算生物樣品中尿酸濃度的方法,激勵信號序列可在較短時間內電極氧化存在于擴散保護層的可測量物,通過直接氧化血液中尿酸的方法以測試尿酸的濃度,無尿酸酶條件下也能夠提高尿酸檢測的靈敏度,滿足臨床檢驗要求。