DE60219060T2

DE60219060T2 - Konzentrationsmessverfahren und konzentrationsmessinstrument für spezifische komponenten

Info

Publication number: DE60219060T2
Application number: DE60219060T
Authority: DE
Inventors: Yoshimitsu c/o Arkray Kyoto-shi MORITA; Yoshimi c/o Arkray Kyoto-shi OURA
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: DE60219060D1; CN1575415A; EP1447660A1; JPWO2003036285A1; EP1447660A4; WO2003036285A1; US20040259264A1; EP1447660B1; JP4272524B2; CN1311233C; ATE357655T1; US7347926B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen einer Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Probenfluid, wie etwa eines Glukosespiegels in Blut.
STAND DER TECHNIK
Als ein übliches Verfahren zum Messen einer Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Körperfluid (wie etwa Glukose in Blut) wird eine Oxidations-Reduktions-Reaktion verwendet. Andererseits finden Handflächen große tragbare Blutzuckerspiegel-Tester weite Verwendung für eine bequeme Messung der Blutzuckerspiegel zu Hause und anderswo. Diese Blutzuckerspiegel-Tester vom handlichen Typ verwenden einen Einweg-Biosensor, der am Tester befestigt ist und als ein Enzym-Reaktionselement dient. Die Blutzuckerspiegel-Messung wird durchgeführt, indem das Blut dem Biosensor zugeführt wird (siehe beispielsweise JP-B 8-10208).
Der Biosensor umfasst beispielsweise ein Substrat, das mit einem Paar Elektroden und einem die Elektroden überbrückenden Reaktionselement versehen ist. Das Reaktionselement umfasst beispielsweise ein Oxidations-Reduktions-Enzym und ein Elektronenübertragungsmaterial in oxidierter Form. Wenn dem Reaktionselement ein Probenfluid zugeführt wird, bilden das Reaktionselement und das Probenfluid ein Flüssigphasen-Reaktionssystem. In diesem Flüssigphasen-Reaktionssystem fördern die Oxidations-Reduktions-Enzyme eine Oxidation der Blutglukose und einer Abgabe von Elektronen, während das Elektronenübertragungsmaterial mit den Elektronen versorgt und dadurch reduziert wird.
Der Blutzuckerspiegel-Tester umfasst anderseits beispielsweise eine Spannungsquelle und eine Strommessvorrichtung. Wenn der Biosensor am Blutzuckerspiegel-Tester befestigt wird, wird durch das Reaktionselement (Flüssigphasen-Reaktionssystem), die Spannungsquelle und die Strommessvorrichtung ein elektrischer Schaltkreis gebildet. Die Spannungsquelle legt eine Spannung zwischen das Paar von Elektroden des Biosensors an. Wenn die Spannung zwischen die Elektroden angelegt wird, reduziert eine chemische Reaktion das Elektronenübertragungsmaterial, das Elektronen an eine der Elektroden freigibt, wodurch eine Oxidation bewirkt wird. Die Menge der freigegebenen Elektronen und der Strom, der zu dieser Zeit durch den Schaltkreis fließt, werden durch die Strommessvorrichtung gemessen.
Bei der Messung des Blutzuckerspiegels befinden sich die Spannung, die an das Reaktionselement (Flüssigphasen-Reaktionssystem) angelegt wird, und der gemessene Strom im Allgemeinen in einer in 4 dargestellten Beziehung.
Insbesondere wird zwischen der Zeit, zu der Blut dem Reaktionselement des Biosensors, der an dem Blutzuckerspiegel-Tester angebracht ist, zugeführt wird, bis zu der Zeit, zu der die Zuführung des Bluts an das Reaktionselement erfasst wird (4, t₁ → t₂), eine konstante Spannung V an die Elektroden des Biosensors angelegt. Während dieser Zeit erhöht die Zuführung des Bluts an das Reaktionselement den gemessenen Strom und an einem Punkt (4, t₂), wenn der gemessene Strom einen vorgegebenen Wert gereicht hat (4, I₁), stellt der Blutzuckerspiegel-Tester fest, dass das Probenfluid zugeführt worden ist. Andererseits wird in Reaktion auf das Feststellen der Blutzuführung das Anlegen der Spannung für eine vorgegebene Zeitdauer (4, t₂ → t₃) gestoppt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer (4, t₃) ab Feststellung der Blutzufuhr wird die konstante Spannung V wieder zwischen den Elektroden des Biosensors angelegt. Während dieser Zeit gibt das Elektronenübertragungsmaterial, das reduziert worden ist, Elektronen an eine der Elektroden des Biosensors ab. Die Menge der abgegebenen Elektronen wird als ein Antwortstrom I₂ zu einem Zeitpunkt (4, t₄) gemessen, wenn seit der erneuten Anlage der Spannung eine vorgegebene Menge von Zeit abgelaufen ist, und Berechnungen werden durchgeführt für die Konzentration der bestimmten Komponente basierend auf dem Antwortstrom I₂.
Wenn der Biosensor an dem Blutzuckerspiegel-Tester angebracht wird, wird ein Schaltkreis gebildet, wie es vorstehend beschrieben worden ist, und zwar durch die Biosensor-Elektroden, die Spannungsquelle und die Strommessvorrichtung. Um die Spannung am Reaktionselement (dem Flüssigphasen-Reaktionssystem) abzuschalten, kann der elektrische Schaltkreis einfach geöffnet werden, und ein Öffnen des Schaltkreises kann einfach dadurch bewirkt werden, dass ein mechanischer Schalter vorgesehen wird und im Schaltkreis abgeschaltet wird. Die Nachteile dieses Verfahrens umfassen jedoch hohe Kosten, die durch den mechanischen Schalter bedingt sind, und eine geringe Zuverlässigkeit in Folge eines potentiellen Ausfalls des mechanischen Schalters. Aus diesen Gründen wird dann, wenn Kosten und Zuverlässigkeit zu berücksichtigende Faktoren sind, ein Verfahren verwendet, bei dem die von der Spannungsquelle gelieferte Spannung ohne Verwendung eines mechanischen Schalters auf null geschaltet werden kann. In diesem Verfahren wird der Schaltkreis jedoch nicht so vollständig geöffnet wie durch einen mechanischen Schalter. Daher kann, wenn eine Differenz im elektrischen Potential im Schaltkreis besteht, eine elektromotorische Kraft im Reaktionselement (Flüssigphasen-Reaktionssystem) bewirken, dass eine geringe Menge elektrischen Stroms durch den Schaltkreis fließt.
Sobald eine derartige elektrische Potentialdifferenz im Reaktionselement (Flüssigphasen-Reaktionssystem) auftritt wird beispielsweise eine Menge des Elektronenübertragungsmaterials in der reduzierten Form oxidiert um Elektronen abzugeben und diese Elektronen bewegen sich zu einer der Biosensorelektroden. Unter einem anderen Umstand werden dem Elektronenübertragungsmaterial in der oxidierten Form Elektroden von einer der Biosensorelektroden zugeführt, um die reduzierte Form anzunehmen. Unter solchen Umständen kann die Messung des Antwortstroms einen geringeren Wert (I₂') oder einen höheren Wert (I₂'') als den tatsächlichen Wert (I₂) ergeben, vgl. 5. Als ein Ergebnis wird der Blutzuckerspiegel, der der endgültige Zielwert ist, sich von dem tatsächlichem Blutzuckerspiegel unterscheiden und jede Messung wird einen inkonsistenten Wert ergeben.
Das Dokument US-A-4 396 464 von Giner et. al. Offenbart eine Glucosemessvorrichtung zur Verwendung in biologischen Fluiden, mit einer Elektrode, die an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, um einen Stromfluss dadurch zu bewirken. Die an die Elektrode angelegte Spannung wird zwischen positiven und negativen Werten in einem Durchlauf verändert, der von einem ersten Grenzwert zu einem zweiten Grenzwert und zurück zum ersten Grenzwert verläuft. Der an den Elektroden gemessene Strom wird dann verwendet, um eine Gesamtladung zu erzeugen, die abhängig von der Blutzuckerkonzentration und verhältnismäßig unabhängig von anderen Komponenten im Fluid ist.
Dokument EP-A-1 081 490 von Arkray, Inc. offenbart ein Verfahren für eine elektrochemische Messung, in dem eine vorgegebene Spannung zweimal an einen Biosensor angelegt wird, um eine elektrochemische Reaktion zu fördern. Parameter werden aus den Werten des erfassten Stroms berechnet und eine statistische Technik wird verwendet, um Fehler zu kompensieren und die Konzentration eines Objektes zu bestimmen.
Dokument EP-A-0 741 186 von Bayer Corporation offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration eines Analyts in einem Fluid. Das Fluid wird der Oberfläche einer Arbeitselektrode zugeführt, die elektrochemisch mit einer Referenzelektrode verbunden ist, von der eine Oberfläche eine Zusammensetzung aufweist, die ein für das Analyt spezifisches Enzym enthält. Ein Mediator wird in Reaktion auf eine Reaktion zwischen dem Analyt und dem Enzym reduziert und ein Oxidierungspotential wird zwischen den Elektroden angelegt. Ein zweites Potential wird zwischen den Elektroden angelegt und der erzeugte Strom wird verwendet, um die Analytkonzentration zu bestimmen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein elektrochemisches Verfahren zu schaffen, das in der Lage ist, eine Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Probenfluid zu messen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Messen einer Konzentration einer bestimmten Komponente, umfassend:
einen ersten Schritt zum Zuführen eines Probenfluids an ein Reaktionsfeld, das ein Reagenz hält
einen zweiten Schritt zum Erhalten eines einzigen elektrischen Stroms oder einer Vielzahl elektrischer Ströme für eine Korrektur, durch eine einmal oder mehrfach durchgeführte Messung elektrischen Stroms durch das Reaktionsfeld,
einen dritten Schritt zum Erhalten eines einzigen elektrischen Stroms oder einer Vielzahl elektrischer Ströme für eine Berechnung, durch eine einmal oder mehrfach durchgeführte Messung elektrischen Stroms und
einen vierten Schritt zum Berechnen einer Konzentration einer bestimmten Komponente im Probenfluid basierend auf dem Korrekturstrom und dem Berechnungsstrom, wobei
der Korrekturstrom erhalten wird, während für eine bestimmte Zeitdauer nach dem Zuführen des Probenfluids an das Reaktionselementkeine Spannung an das Reaktionselementangelegt wird, und der Berechnungsstrom erhalten wird, während für wenigstens eine vorgegebene Zeitspanne nach Ablauf der bestimmten Zeitdauer eine Spannung an das Reaktionselementangelegt wird.
Vorzugsweise wendet der vierte Schritt einen durchschnittlichen oder kumulativen Wert der elektrischen Ströme für eine Korrektur auf ein berechnetes Ergebnis der Konzentration der bestimmten Komponente an.
Um den durchschnittlichen oder kumulativen Wert auf das berechnete Ergebnis der Konzentration der bestimmten Komponente anzuwenden, können die folgenden drei Optionen beispielhaft erläutert werden:
Eine erste Option besteht darin, im vierten Schritt aufzunehmen: Berechnen einer Korrekturkonstante basierend auf den Korrekturströmen, Umwandeln des einzigen Berechnungsstroms in eine Berechnungsspannung, Berechnen einer korrigierten Spannung durch Addieren der Korrekturkonstante zur Berechnungsspannung, und Berechnen einer endgültigen Konzentration der bestimmten Komponente aus der korrigierten Spannung.
Gemäß dieser Option wird die Berechnung der Korrekturkonstante beispielsweise durchgeführt, indem eine Konstante zu einem der nachfolgenden Werte addiert wird: Ein erster Spannungsumwandlungskorrekturwert, der als ein Durchschnitt von Spannungsumwandlerwerten, die aus den Korrekturmessungen erhalten worden sind, gegeben ist, ein zweiter Spannungsumwandlungskorrekturwert, der als ein kumulativer Wert der Spannungsumwandlungswerte, die aus den Korrekturmessungen umgewandelt worden sind, gegeben ist, und ein dritter Spannungsumwandlungskorrekturwert, der als Spannungsumwandlungswert, der aus einem Durchschnitts- oder kumulativen Wert der elektrischen Korrekturströme umgewandelt ist, gegeben ist.
Eine zweite Option besteht darin, im vierten Schritt aufzunehmen: Berechnen einer Korrekturkonstante basierend auf einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Korrekturströme, Berechnen eines korrigierten Stroms durch Addieren der Korrekturkonstante zum elektrischen Berechungsstrom und Berechnen einer endgültigen Konzentration der bestimmten Komponente basierend auf dem korrigierten Strom.
Eine dritte Option besteht darin, im vierten Schritt aufzunehmen: Berechnen einer vorläufigen Konzentration der bestimmten Komponente aus dem Berechnungsstrom oder den Berechnungsströmen, Berechnen einer Korrekturkonstante basierend auf einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Korrekturströme und Berechnen einer endgültigen Konzentration der bestimmten Komponente durch Addieren der Korrekturkonstante zur vorläufigen Konzentration.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Konzentrationsmessvorrichtung zum Messen der Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Probenfluid durch Verwenden eines Messhilfsmittels zum Halten des Probenfluids und Bereitstellen eines Reaktionsfelds. Das Messhilfsmittel umfasst eine erste und eine zweite Elektrode zum Anlegen einer Spannung an das Reaktionsfeld, und die Vorrichtung umfasst: Eine Spannungsanlegevorrichtung zum Anlegen einer Spannung an das Reaktionsfeld, eine Steuerung für eine Auswahl aus einem mit Energie beaufschlagten Zustand, in dem die Spannung an das Reaktionselementangelegt ist, und einen nicht mit Energie beaufschlagten Zustand, in dem eine Spannung nicht an das Reaktionselementangelegt ist, eine Strommessvorrichtung zum Messen eines elektrischen Berechnungsstroms durch Verwenden der ersten und zweiten Elektrode und einen arithmetischen Prozessor zum Berechnen einer Konzentration der bestimmten Komponente basierend auf dem elektrischen Berechnungsstrom. Die Steuerung wählt den nicht mit Energie beaufschlagten Zustand für eine bestimmte Zeitdauer nach Zuführen des Probenfluids an das Reaktionsfeld, und den mit Energie beaufschlagten Zustand für wenigstens eine vorgegebene Zeitspanne nach Ablauf der speziellen Zeitdauer aus. Die Messvorrichtung für elektrischen Strom erhält einen einzigen elektrischen Korrekturstrom oder eine Vielzahl elektrischer Korrekturströme durch eine einmal oder mehrere male während der bestimmen Zeitdauer durchgeführten Messung elektrischen Stroms, und der arithmetische Prozessor berechnet die Konzentration der bestimmten Komponente, während er den einzigen elektrischen Korrekturstrom oder die Vielzahl elektrischer Korrekturströme berücksichtigt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform wendet der arithmetische Prozessor einen durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Messungen auf ein berechnetes Ergebnis der Konzentration der bestimmten Komponente an.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält das vom Messhilfsmittel gehaltene Reagenz beispielsweise ein Oxidations-Reduktions-Enzym und ein Elektronenübertragungsmaterial.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist das Probenfluid typischerweise ein Körperfluid wie etwa Blut und Urin, während die bestimmte Komponente typischerweise Glucose (Blutzucker), Cholesterol oder Milchsäure ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Gehäuse, in dem ein Biosensor an einer erfindungsgemäßen Konzentrationsmessvorrichtung befestigt ist: Die Konzentrationsmessvorrichtung ist in einem Blockdiagramm dargestellt, wo hingegen der Biosensor in Draufsicht dargestellt ist.
2 ist eine Gesamtperspektivansicht des Biosensors der 1.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Biosensors der 2.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Änderungen eines gemessenen elektrischen Stroms zusammen mit Änderungen einer während einer Konzentrationsmessung angelegten Spannung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Änderungen eines gemessenen elektrischen Stroms zusammen mit Änderungen einer während einer Konzentrationsmessung angelegten Spannung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Spannungen entsprechend einem durchschnittlichen Leckstrom und Spannungen entsprechend dem Antwortstrom zeigt, wenn eine Spannung nicht angelegt ist.
7 ist eine Tabelle, die unkorrigierte und korrigierte Werte in jeder Probengruppe im Diagramm der 6 zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Konzentrationsmessprozesses.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die beste Ausführungsform zum Ausführen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Konzentrationsmessvorrichtung 1, die eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Probenfluid durch Verwenden eines Biosensors 2 ist und einen ersten und einen zweiten Anschluss 10a, 10b, eine Spannungsanlegevorrichtung 11, eine Strommessvorrichtung 12, einen Detektor 13, eine Steuerung 14, einen arithmetischen Prozessor 15 und eine Anzeige 16 umfasst.
Der Biosensor 2 umfasst, wie es deutlich in 2 und 3 dargestellt ist, eine Abdeckung 20, einen Abstandhalter 21 und ein Substrat 22, die gemeinsam einen Durchgang 25 bilden.
Der Durchgang 25 steht über ein Loch 23, das in der Abdeckung 20 vorgesehen ist, sowie durch eine kopfseitige Öffnung 24a eines Schlitzes 24, der im Abstandshalter 21 vorgesehen ist, mit der Außenseite in Verbindung. Die stirnseitige Öffnung 24a dient als ein Einlass 25a für Probenfluid. Das Probenfluid, das in den Einlass 25a für Probenfluid eingeführt wird, bewegt sich durch Kapillarwirkung durch den Durchgang 25 in Richtung auf das Loch 23.
Das Substrat 22 ist aus einem Harz wie etwa PET in einer im wesentlichen rechteckigen Form gebildet. Das Substrat 22 umfasst eine obere Fläche 22a, die mit einer Arbeitselektrode 26 versehen ist, eine Gegenelektrode 27 und ein Reaktionselement 28.
Die Arbeitselektrode 26 und die Gegenelektrode 27 erstrecken sich hauptsächlich längst des Substrats 22, wobei ihre entsprechenden Enden 26a, 27a sich entlang der Breite des Substrats 22 erstrecken. Mit dieser Konstruktion weist die Arbeitselektrode 26 und die Gegenelektrode 27 jeweils insgesamt eine L-Form auf. Die Enden 26b, 27b der Arbeitselektrode 26 bzw. der Gegenelektrode 27 dienen als Anschlüsse für eine Verbindung mit dem ersten und den zweiten Anschluss 10a, 10b der Konzentrationsmessvorrichtung 1 (siehe 1). Die Arbeitselektrode 26 und die Gegenelektrode 27 sind mit einem Isolierfilm bedeckt, wobei jedoch ihre entsprechenden Enden 26a, 26b, 27a, 27b frei liegen.
Das Reaktionselement 28 ist beispielsweise fest und überbrückt die Enden 26a, 27a der Arbeitselektrode 26 und der Gegenelektrode 27. Das Reaktionselement 28 enthält eine verhältnismäßig geringe Menge eines Oxidations-Reduktions-Enzyms, das in einer verhältnismäßig großen Menge eines Mediators (eines Elektronenübertragungsmaterials) dispergiert ist.
Das Elektronenübertragungsmaterial ist beispielsweise ein Eisen- oder Rutheniumkomplex. Ein geeignetes Eisenkomplex ist beispielsweise Ferrozyankalium und geeignete Rutheniumkomplexe umfassen diejenigen mit NH₃ als Ligand.
Das Oxidations-Reduktions-Enzym wird entsprechend der Art der Zielkomponente oder des Messobjekts ausgewählt. Beispiele der Zielkomponente sind Glukose, Cholesterol und Milchsäure, und für diese Ziele wird das Oxidations-Reduktions-Enzym durch Glukose-Dehydrogenase, Glukose-Oxydase, Cholesterol-Dehydrogenase, Cholesterol-Oxydase, Laktat-Dehydrogenase und Laktat-Oxydase gegeben.
Mit dem wie vorstehend beschrieben aufgebautem Biosensor 2 bewegt sich das Probenfluid durch den Durchgang 25 infolge von Kapillarwirkung, wenn ein Probenfluid über den Einlass 25a für Probenfluid eingeführt wird. Währenddessen löst das Probenfluid das Reaktionselement 28, wodurch ein Flüssigphasen-Reaktionssystem im Durchgang 25 geschaffen wird, in dem das Oxydati ons-Reduktions-Enzym hilft, Elektroden aus der bestimmten Komponente des Probenfluids zu entfernen, wodurch die bestimmte Komponente oxydiert wird. Die freigegebenen Elektronen werden an das Elektronenübertragungsmaterial geliefert, wodurch das Elektronenübertragungsmaterial in der oxydierten Form in die reduzierte Form geändert wird.
Der erste und zweite Anschluss 10a, 10b in 1 wird durch die Enden 26b, 27b der Arbeitselektrode 26 bzw. der Gegenelektrode 27 kontaktiert, wenn der Biosensor 2 an der Konzentrationsmessvorrichtung 1 befestigt wird.
Die Spannungsanlegevorrichtung 11 legt eine Spannung zwischen die Anschlüsse 26b, 27b des Biosensors 2 über den ersten und den zweiten Anschluss 10a, 10b an. Die Spannungsanlegevorrichtung 11 ist elektrisch mit dem ersten und dem zweiten Anschluss 10a, 10b verbunden. Wenn der Biosensor 2 an der Konzentrationsmessvorrichtung 1 befestigt ist, bildet die Spannungsanlegevorrichtung 11 einen elektrischen Schaltkreis 17 zusammen mit der Arbeitselektrode 26 und der Gegenelektrode 27 des Biosensors 2 sowie mit dem Reaktionselement 28 (Flüssigphasen-Reaktionssystem). Die Spannungsanlegevorrichtung 11 umfasst eine Gleichstromspannungsquelle wie etwa eine nicht-wiederaufladbare oder eine wiederaufladbare Batterie.
Die Strommessvorrichtung 12 misst einen Wert eines elektrischen Stroms, wenn die Spannungsanlegevorrichtung 11 die Spannung zwischen den Anschlüssen 26b, 27b des Biosensors 2 anlegt. Die Strommessvorrichtung 12 bildet den elektrischen Schaltkreis 17 zusammen mit der Spannungsanlegevorrichtung 11 und dem Biosensor 2. Daher kann die Strommessvorrichtung 12 einen elektrischen Strom messen, der durch den elektrischen Schaltkreis 17 fließt, selbst wenn die Spannungsquelle an der Spannungsanlegevorrichtung auf 0 Volt gestellt wird.
Der Detektor 13 detektiert, ob das Reaktionselement 28 mit dem Probenfluid versorgt worden ist, basierend auf der Strommessung, die durch die Strommessvorrichtung 12 durchgeführt worden ist, nachdem der Biosensor 2 an der Konzentrationsmessvorrichtung 1 befestigt worden ist.
Die Steuerung 14 steuert die Spannungsanlegevorrichtung 11, wodurch sie zwischen einem Zustand, in dem die Spannung zwischen der Arbeitselektrode 26 und der Gegenelektrode 27 angelegt wird, und einem Zustand, in dem die Spannung nicht angelegt wird, auswählt.
Der arithmetische Prozessor 15 dient als Zeitgeber und Rechenvorrichtung, die die Konzentration der bestimmten Komponente im Probenfluid sowie Korrekturwerte berechnet, die für die Berechnung erforderlich sind, entsprechend den elektrischen Strommessungen, die durch die Strommessvorrichtung 12 durchgeführt werden. Der arithmetische Prozessor 15 verwendet beispielsweise eine amperometrische Technik zum Berechnen der Konzentration der bestimmten Komponente.
Der Detektor 13, die Steuerung 14 und der arithmetische Prozessor 15 sind jeweils durch eine CPU und einen Speicher (wie etwa ein ROM oder ein RAM) gebildet. Allerdings können der Detektor 13, die Steuerung 14 und der arithmetische Prozessor 15 durch eine einzige CPU und mehrere damit verbundene Speicher gebildet sein.
Die Anzeige 16 zeigt Ergebnisse der von dem arithmetischen Prozessor 15 durchgeführten Berechnungen sowie Fehlermeldungen, Betriebsprozeduren usw. an und ist beispielsweise durch eine Flüssigkristallanzeige gebildet.
Wenn eine amperometrische Technik für die Konzentrationsmessung mit dem Biosensor 2 verwendet wird, wie es in Abschnitt „Stand der Technik" beschrieben und in 5 durch eine strichpunktierte Linie mit einem Punkt und eine strichpunktierte Linie mit zwei Punkten gezeigt ist, kann der in einer tatsächlichen Messung erhaltene Antwortstrom kleiner (5, I₂') oder größer (5, I₂'') als der tatsächliche Wert I₂ sein. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben er kannt, dass die Abweichung (I₂'-I₂, I₂''-I₂) zu einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der elektrischen Strommessungen während der Zeitspanne (5, t₂ → t₃), in der das Anlegen der Spannung an das Reaktionselement 28 (Flüssigphasen-Reaktionssystem) gestoppt wird, ein Verhältnis aufweist.
Beispielsweise ist, wie es in 1 und 4 dargestellt ist, der elektrische Schaltkreis 17 im Idealfall gleich einem offenen Schaltkreis, und daher fließt kein elektrischer Strom durch den elektrischen Schaltkreis 17, während der nicht mit Energie beaufschlagten Periode (4, t₂ → t₃), da zwischen dem Paar von Elektroden 26, 27 keine Spannung angelegt ist. Beim Stoppen des Anlegens der Spannung zwischen das Paar von Elektroden 26, 27 (4, t₂) wechselt der durch den elektrischen Schaltkreis 17 fließende Strom somit die Richtung und wird dann sofort 0. Wenn allerdings der elektrische Schaltkreis 17 nicht ein perfekter offener Schaltkreis ist und wenn es eine elektrische Potentialdifferenz im elektrischen Schaltkreis 17 während der nicht mit Energie beaufschlagten Periode (4, t₂ → t₃) gibt, bewirkt die elektrische Potentialdifferenz, dass das Elektronenübertragungsmaterial im Reaktionselement 28 (Flüssigphasen-Reaktionssystem) oxidiert oder reduziert wird. Wenn dies passiert, fließt ein elektrischer Strom im elektrischen Schaltkreis 17, wie es in 5 dargestellt ist. In diesem Fall spiegelt sich der Fließzustand im elektrischen Strom, der durch den elektrischen Schaltkreis 17 während der nicht mit Energie beaufschlagten Periode (4, t₂ → t₃) geflossen ist, als ein Messfehler wieder. Daher ist es möglich, eine Korrektur durchzuführen, basierend auf dem Fließzustand im elektrischen Strom, der durch den elektrischen Schaltkreis 17 während der nicht mit Energie beaufschlagten Periode (4, t₂ – t₃) geflossen ist, z. B. einen Durchschnitts- oder einen kumulativen Wert der gemessenen Ströme während dieser Spanne, um einen genaueren Wert bei der Messung zu erhalten.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Messungen des Antwortstromes für eine Anzahl von Probenfluiden bekannter Blutzuckerspiegel und Hematokritspiegel unter Verwendung von 25 Biosensoren durchgeführt. Die Antwortströme wurden in einer vorgegebenen Zeitspanne nach fortgesetztem Anlegen der Spannung durchgeführt. Die Zeitspanne ohne Energiebeaufschlagung betrug 25 Sekunden und die Messung des Antwortstroms wurde innerhalb von 5 Sekunden (= t₄ – t₃) nachdem die Spannung fortgesetzt wurde durchgeführt. Der verwendete Glukosespiegel wurde aus 20 mg/dL, 100 mg/dL, 300 mg/dL oder 600 mg/dL ausgewählt, wobei der Hematokritwert aus Hct 20%, Hct 45%, Hct 55% oder Hct 70% ausgewählt worden ist. Insgesamt wurden 20 Arten von Probenfluiden den Messungen ausgesetzt. Die Ergebnisse sind in 6 dargestellt. In dieser Figur ist der Antwortstrom in Spannungen umgewandelt und entlang der horizontalen Achse dargestellt, während die vertikale Achse Spannungen angibt, die einem Durchschnitt von Leckströmen entsprechen, die während der nicht mit Energie beaufschlagten Zeitspanne gemessen sind. (Es wird angemerkt, dass Zahlen in Klammern entlang der vertikalen Achse Spannungen (= korrigierte Werte) zeigen, die durch Addieren eines Wertes von 102 als eine Konstante erhalten worden sind.)
Aus 6 ergibt sich in jeder der verschiedenen Gruppen, die jeweils aus Messungen derselben Glukose- und Hematokritspiegel durch die 25 Proben bestehen, dass es eine gemeinsame Tendenz dahin gibt, dass der Antwortstrom (oder die entsprechende Spannung) steigt, zusammen mit einem Abfall im durchschnittlichen Strom (oder der entsprechenden Spannung) während der nicht mit Energie beaufschlagten Zeitspanne. Daher zeigt jede Probengruppe derselben Glukose- und Hematokritspiegel insgesamt einen negativen Gradienten in 6. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es eine Korrelation zwischen dem durchschnittlichen Leckstrom und dem Fehlerbetrag gibt und es ist daher möglich, den Fehlerbetrag basierend auf dem durchschnittlichen Wert des Leckstroms zu verringern. Insbesondere tendiert die gemessene Konzentration dazu, niedriger zu sein, wenn der durchschnittliche Leckstrom verhältnismäßig hoch ist, wohin gegen die gemessene Konzentration dahin tendiert, höher zu sein, wenn der gemessene Leckstrom verhältnismäßig gering ist. Daher sollte eine positive Korrektur (Spannung) addiert werden, wenn der durchschnittliche Wert des Leckstroms verhältnismäßig groß ist, und eine negative Korrektur (Spannung) sollte addiert werden, wenn der durchschnittliche Leckstrom verhältnismäßig klein ist, um den Gradienten näher an die Vertikale heranzubringen, was es dann ermöglicht, Messungen zu erhalten, die durch die elektrischen Restpotentiale während der nicht mir Energie beaufschlagten Zeitspanne weniger stark beeinflusst sind.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es in Klammern in 6 gezeigt ist, ein Spannungskorrekturwert erhalten, indem ein konstanter Wert von 102 zu einer gegebenen Spannung addiert wird, die aus einem durchschnittlichen Strom umgewandelt ist. Wenn der Glukosespiegel in diesem Fall berechnet wird, wird der Antwortstrom in die Antwortspannung umgewandelt, danach wird der Spannungskorrekturwert zur Antwortspannung addiert, um eine korrigierte Spannung zu erhalten, und die Berechnung des Glukosespiegels basiert auf dieser korrigierten Spannung. Es wird angemerkt, dass der konstante Wert 102 ein Wert ist, der von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durch Versuch und Irrtum ermittelt worden ist, um die negativ angeschrägten Gruppen von 25 Proben insgesamt im wesentlichen vertikal in Bezug auf die horizontale Achse zu machen.
Um die Wirksamkeit der Korrektur entsprechend der vorliegenden Ausführungsform zu bestätigen, sind in allen Probengruppen in 6 für jeden Glukosespiegel Korrekturen durchgeführt worden und die Ergebnisse sind in 7 dargestellt. 7 zeigt einen Durchschnitt umgewandelter Spannungen entsprechend Antwortströmen, eine Standardabweichung und einen Reproduzierbarkeitswert (relative Standardabweichung) für die Probengruppen, die jeweils aus 25 Proben bestehen. Die Werte sind angegeben sowohl vor der Korrektur als auch nach der Korrektur.
Es ergibt sich aus 7, dass sowohl die Standardabweichung als auch die Reproduzierbarkeitswerte nach der Korrektur geringer sind als davor, was bestätigt, dass die Korrektur wirksam ist. Die in 7 dargestellten Ergebnisse legen ferner nahe, dass jede Probengruppe, die aus 25 Proben besteht und einen negativen Gradienten aufweist, im allgemeinen senkrecht zur horizontalen Achse werden wird.
Vorstehend war Glukose die bestimmte Komponente in der Bestätigung der Wirksamkeit der Korrektur. Eine derartige Korrektur ist jedoch weit anwendbar auf Fälle, in denen eine Oxidations-Reduktions-Reaktion verwendet wird, um eine Konzentration aus einem gegebenen Strom (Spannung) zu messen. In diesen Fällen muss der Korrekturwert für jedes Reaktionssystem bestimmt werden, da unterschiedliche Reaktionssysteme unterschiedliche zyklische voltametrische Charakteristika (CV Charakteristika) aufweisen, die bestimmen, wie einfach und schnell die Reaktion in der Reduktions-Oxidations-Reaktion erfolgt. Ferner wird hier angemerkt, dass ein kumulativer Wert des Leckstroms mit einem durchschnittlichen Wert des Leckstroms korreliert und daher ein Korrekturwert auch aus einem kumulativen Wert des Leckstroms bestimmt werden kann, woraus im wesentlichen dieselben Ergebnisse erhalten werden wie in dem Fall, in dem der Korrekturwert von einem durchschnittlichen Wert des Leckstroms bestimmt wird.
Ein durchschnittlicher oder kumulativer Wert des Leckstroms kann verstanden werden als ein Spiegelbild der CV Charakteristik, die bestimmt, wie einfach und schnell die Reaktion in der Reduktions-Oxidations-Reaktion voranschreitet. Mit anderen Worten ist die Größe des durchschnittlichen oder des akkumulierten Leckstroms ein Spiegelbild, das anzeigt, wie weit der Antwortstrom vom tatsächlichen Wert in Folge des Leckstroms entfernt ist. Daher ermöglicht die Berücksichtigung eines durchschnittlichen oder kumulativen Werts des Leckstroms in einer Konzentrationsberechnung eine geeignete Korrektur für den Messfehler, der durch den Leckstrom erzeugt wird.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung für ein Verfahren zum Messen einer Konzentration, das die vorstehend beschriebenen Bestätigungsergebnisse enthält. Die Beschreibung gibt ein Beispiel einer Messung eines Blutglukosespiegels (Blutglukosespiegel) unter Bezugnahme auf 1 bis 5 sowie ein Flussdiagramm in 8.
Wenn der Blutglukosespiegel gemessen wird, wird zuerst ein Biosensor 2 an einer Konzentrationsmessvorrichtung 1 befestigt und das Blut wird über den Einlass 25a für Probenflüssigkeit am Biosensor 2 in den Durchgang 25 eingeleitet.
Unter dessen steuert die Steuerung 14 in der Konzentrationsmessvorrichtung 1 die Spannungsanlegevorrichtung 11 derart, dass diese eine konstante Spannung zwischen dem Paar von Elektroden 26, 27 anlegt (S1). Zu dieser Zeit misst die Strommessvorrichtung 12 einen Wert eines Antwortstroms (S2). Die in Schritt S1 angelegte Spannung ist eine konstante Spannung von beispielsweise 500 mV.
Der Detektor 13 prüft, ob der Antwortstrom einen vorgegebenen Schwellenwert I₁ erreicht hat (Siehe 4 und 5) (S3). Wenn der Detektor 13 nicht feststellt, dass der Antwortstrom den Schwellenwert I₁ erreicht hat (S3: NEIN), wiederholt der Detektor 13 den Zyklus des Messens eines Wertes des Stroms in S2 und des Prüfens des Werts in S3, bis der Detektor 13 feststellt, dass der Antwortstrom den Schwellenwert I₁ erreicht hat (S3: JA). In diesem Zyklus wird eine Messung des Antwortstroms in S2 alle 0,05 bis 0,2 Sekunden durchgeführt. Wenn jedoch der Detektor 13 eine vorgegebene Anzahl von Messzyklen abgeschlossen hat oder nach einer vorgegebenen Zeitspanne noch immer keine Flüssigkeitsleitung findet, kann das Programm zu einer Fehlerverarbeitungsroutine springen.
Wenn der Detektor 13 sieht, dass der Messstrom den Schwellenwert I₁ erreicht hat (S3: JA), ist dies ein Signal dafür, dass die Enden 26a, 27a der Arbeitselektrode 26 und der Gegenelektrode 27 durch eine Flüssigkeitsleitung miteinander verbunden worden sind, d.h. das Reaktionselement 28 ist mit dem Blut versehen worden. Der Detektor 13 bestimmt somit, dass das Blut in das Reaktionselement 28 (S4) eingeführt worden ist.
Danach stoppt die Steuerung 14 das Anlegen der Spannung von der Spannungsanlegevorrichtung 11 an die Arbeitselektrode 26 und die Gegenelektrode 27 (S5). Ein derartiges Stoppen des Anlegens der Spannung wird durchgeführt durch Einstellen einer Versorgungsspannung auf 0 Volt an der in der Spannungsanlegevorrichtung 11 enthaltenen Versorgungsquelle.
In der Zwischenzeit löst das Blut im Durchgang 25 das Reaktionselement 28, um ein Flüssigphasen-Reaktionssystem zu bilden. Im Flüssigphasen-Reaktionssystem wird Blutglukose z. B. oxidiert, während das Elektronenübertragungsmaterial reduziert wird. Während der Zeit, zu der das Anlegen der Spannung an die Arbeitselektrode 26 und die Gegenelektrode 27 gestoppt ist, akkumuliert das reduzierte Elektronenübertragungsmaterial, ohne oxidiert zu werden.
Die Strommessvorrichtung 4 fährt mit der Messung der Antwortströme in den Zustand, in dem die Spannung nicht zwischen die Arbeitselektrode 26 und die Elektrode 27 angelegt wird (nicht mit Energie beaufschlagter Zustand: 4 und 5, t₂ → t₃) fort (S6). Jedes Mal, wenn der Antwortstrom in S6 gemessen wird, berechnet der arithmetische Prozessor 15 einen Durchschnittswert oder einen kumulativen Wert des Antwortstroms (S7), während er die Zeit zählt, seit der das Anlegen der Spannung gestoppt worden ist, und prüft, ob eine vorgegebene Zeitspanne, z.B. 25 Sekunden (t₃ – t₂ (siehe 4 und 5)), vergangen sind (S8).
Wenn der arithmetische Prozessor 15 nicht feststellt, dass die vorgegebene Zeitspanne vergangen ist, seit das Anlegen der Spannung gestoppt worden ist (S8: NEIN), wiederholt der arithmetische Prozessor 15 den Zyklus des Messens eines Stroms in S6 und der Berechnung eines durchschnittlichen oder kumulativen Wertes des Antwortstroms in S7, bis der arithmetische Prozessor 15 feststellt, dass die vorgegebene Zeitspanne vergangen ist (S8: JA). Die Messung des Antwortstroms in S6 wird alle 0,05 bis 0,2 Sekunden durchgeführt.
Wenn der arithmetische Prozessor 15 feststellt, dass die vorgegebene Zeitspanne vergangen ist, seit das Anlegen der Spannung gestoppt worden ist (S8: JA), wird eine konstante Spannung von beispielsweise 500 mV zwischen die Arbeitselektrode 26 und die Gegenelektrode 27 (S9) durch die Spannungsanlegevorrichtung 11 unter der Steuerung der Steuerung 14 angelegt. Dies ermöglicht es dem reduzierten Elektronenübertragungsmaterial, die Elektronen an das Ende 26a der Arbeitselektrode 26 freizugeben, wodurch eine Oxydation stattfindet.
Der arithmetische Prozessor 15 zählt die Zeit seit Anlegen der Spannung und bestimmt, ob eine vorgegebene Zeitspanne, z.B. 5 Sekunden (= t₄ – t₃ (siehe 4 und 5)) vergangen ist (S10). Wenn der arithmetische Prozessor 15 feststellt, dass die vorgegebene Zeitspanne nicht vergangen ist (S10: NEIN), wiederholt der arithmetische Prozessor 15 den Zyklus des Prüfens in S10, bis der arithmetische Prozessor 15 feststellt, dass die vorgegebene Zeitspanne vergangen ist (S10: JA).
Wenn der arithmetische Prozessor 15 feststellt, dass die vorgegebene Zeitspanne vergangen ist (S10: JA), erhält der arithmetische Prozessor 15 einen Wert eines elektrischen Stroms, der durch die Strommessvorrichtung 12 zu diesem Zeitpunkt gemessen worden ist (S11) und wandelt diesen Wert in eine Antwortspannung um (S12).
Danach berechnet der arithmetische Prozessor 15 einen Spannungskorrekturwert (S13) basierend auf dem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Messungen während der nicht mit Energie beaufschlagten Zeitspanne (4 und 5, t₂ → t₃). Die Berechnung des Korrekturwertes wird so durchgeführt, wie es vorstehend beschrieben worden ist, nämlich durch Umwandeln des gemittelten oder kumulativen Wertes der Strommessungen (Leckstrom) während der nicht mit Energie beaufschlagten Zeitspanne in eine Spannung und Addieren der Konstante 102 zur erhaltenen Spannung.
Schließlich berechnet der arithmetische Prozessor 15 aus der korrigierten Spannung, die durch Addieren des Spannungskorrekturwerts zur Antwortspannung erhalten worden ist, den endgültigen Zielwert des Glukosespiegels (S14). Die Berechnung des Glukosespiegels basiert auf einer vorgegebenen Kalibrationskurve oder Lookup-Tabelle, die die Spannung mit einem Glukosespiegel korreliert. Das erhaltene Ergebnis wird beispielsweise auf der Anzeige 16 angezeigt.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Berechnen der Konzentration wird der Fehler, der verursacht wird durch den elektrischen Strom, der durch den elektrischen Schaltkreis 17 fließt, während der Schaltkreis nicht mit Energie beaufschlagt ist, basierend auf einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert des Leckstroms korrigiert, der ein mit der Größe des Fehlers korrelierter Wert ist. Daher ermöglicht es das vorstehende Konzentrationsberechnungsverfahren, eine Verschlechterung der Genauigkeit zu verringern, die durch Leckströme hervorgerufen wird, wenn die Spannung nicht angelegt ist.
Alternativ hierzu kann der arithmetische Prozessor eines der folgenden Verfahren bei der Berechnung der Konzentration verwenden. Insbesondere wird in einem ersten Verfahren ein Stromkorrekturwert berechnet, indem eine Konstante zu einem durchschnittlichen oder akkumulierten Wert von Leckstrommessungen während der nicht mit Energie beaufschlagten Spanne addiert wird, und anschließend der Stromkorrekturwert zum Antwortstrom addiert wird, um einen korrigierten Strom zu erhalten, und ein Glukosespiegel wird aus diesem korrigierten Strom berechnet. In einem zweiten Verfahren wird ein vorläufiger Wert des Glukosespiegels basierend auf dem Antwortstrom (oder einer aus dem Antwortstrom erhaltenen Antwortspannung) berechnet, anschließend wird ein Konzentrationskorrekturwert aus einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Leckstrommessungen (oder einer von dieser erhaltenen Spannung) berechnet, und schließlich wird der Konzentrationskorrekturwert zur vorläufigen Konzentration addiert, um den endgültigen Glukosewert zu erhalten.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet eine amperometrische Technik bei der Berechnung des Glukosespiegels, und die Beschreibung erfolgte dementsprechend. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf eine Messung einer bestimmten Komponente unter Verwendung einer coulometrischen Technik (kumulativer Wert des Antwortstroms).

Claims

Verfahren zum Messen einer Konzentration einer bestimmten Komponente, umfassend: einen ersten Schritt zum Zuführen eines Probenfluids an ein Reaktionsfeld, das ein Reagenz hält, einen zweiten Schritt (S6) zum Erhalten eines einzigen elektrischen Korrekturstroms oder einer Vielzahl elektrischer Korrekturströme durch eine einmal oder mehrfach durchgeführte Messung elektrischen Stroms durch das Reaktionsfeld, einen dritten Schritt (S11) zum Erhalten eines einzigen elektrischen Berechnungsstroms oder einer Vielzahl elektrischer Berechnungsströme durch eine einmal oder mehrfach durchgeführte Messung elektrischen Stroms durch das Reaktionsfeld und einen vierten Schritt (S14) zum Berechnen einer Konzentration einer bestimmten Komponente im Probenfluid basierend auf dem Korrekturstrom und dem Berechnungsstrom, wobei der Korrekturstrom erhalten wird, während für eine bestimmte Zeitdauer nach dem Zuführen des Probenfluids an das Reaktionsfeld keine Spannung an das Reaktionsfeld angelegt wird (S5), und der Berechnungsstrom erhalten wird, während für wenigstens eine vorgegebene Zeitspanne nach Ablauf der bestimmten Zeitdauer eine Spannung an das Reaktionsfeld angelegt wird (S9).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vierte Schritt (S14) einen durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Korrekturströme auf ein berechnetes Ergebnis der Konzentration der bestimmten Komponente reflektiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der vierte Schritt umfasst: Berechnen einer Korrekturkonstante basierend auf den Korrekturströmen, Umwandeln (S12) des einzigen Berechnungsstroms in eine Berechnungsspannung, Berechnen (S13) einer korrigierten Spannung durch Addieren der Korrekturkonstante zur Berechnungsspannung, und Berechnen (S14) einer endgültigen Konzentration der bestimmten Komponente aus der korrigierten Spannung.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Berechnung der Korrekturkonstante durchgeführt wird, indem eine Konstante zu einem der nachfolgenden Werte addiert wird: ein erster Spannungsumwandlungskorrekturwert, der als ein Durchschnitt von Spannungsumwandlungswerten, die aus den Korrekturmessungen umgewandelt worden sind, gegeben ist, ein zweiter Spannungsumwandlungskorrekturwert, der als ein kumulativer Wert der Spannungsumwandlungswerte, die aus den Korrekturessungen umgewandelt worden sind, gegeben ist, und ein dritter Spannungsumwandlungskorrekturwert, der als Spannungsumwandlungswert, der aus einem Durchschnitts- oder kumulativen Wert der elektrischen Korrekturströme umgewandelt ist, gegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der vierte Schritt umfasst: Berechnen einer Korrekturkonstante basierend auf einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Korrekturströme, Berechnen eines korrigierten Stroms durch Addieren der Korrekturkonstante zum elektrischen Berechnungsstrom und Berechnen eine endgültigen Konzentration der bestimmten Komponente basierend auf dem korrigierten Strom.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der vierte Schritt umfasst: Berechnen einer vorläufigen Konzentration der bestimmten Komponente aus dem Berechnungsstrom, Berechnen einer Korrekturkonstante basierend auf einem durchschnittlichen oder kumulativen Wert der Korrekturströme, und Berechnen einer endgültigen Konzentration der bestimmten Komponente durch Addieren der Korrekturkonstante zur vorläufigen Konzentration.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reagenz ein Oxidations-Reduktions-Enzym und ein Elektronenübertragungsmaterial enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Probenfluid durch Blut bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bestimmte Komponente Glucose ist.
Konzentrationsmessvorrichtung zum Messen einer Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Probenfluid durch Verwenden eines Messhilfsmittels (2) zum Halten des Probenfluids und Bereitstellen eines Reaktionsfelds, wobei das Messhilfsmittel (2) eine erste und eine zweite Elektrode (26, 27) zum Anlegen einer Spannung an das Reaktionsfeld aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Spannungsanlegevorrichtung (11) zum Anlegen einer Spannung an das Reaktionsfeld, eine Steuerung (14) für eine Auswahl aus einem mit Energie beaufschlagten Zustand, in dem die Spannung an das Reaktionsfeld angelegt ist, und einem nicht mit Energie beaufschlagten Zustand, in dem eine Spannung nicht an das Reaktionsfeld angelegt ist, eine Strommessvorrichtung (12) zum Messen eines elektrischen Berechnungsstroms durch Verwenden der ersten und zweiten Elektrode (26, 27) und einen arithmetischen Prozessor (15) zum Berechnen einer Konzentration der bestimmten Komponente basierend auf dem elektrischen Berechnungsstrom, wobei die Steuerung (14) zum Auswählen des nicht mit Energie beaufschlagten Zustands für eine bestimmte Zeitdauer nach Zuführen des Probenfluids an das Reaktionsfeld und zum Auswählen des mit Energie beaufschlagten Zustands für wenigstens eine vorgegebene Zeitspanne nach Ablauf der bestimmten Zeitdauer ausgestaltet ist, die Messvorrichtung (12) für elektrischen Strom zum Erhalten eines einzigen elektrischen Korrekturstroms oder einer Vielzahl elektrischer Korrekturströme durch eine einmal oder mehrere Male während der bestimmten Zeitspanne durchgeführte Messung elektrischen Stroms unter Verwendung der ersten und der zweiten Elektrode ausgestaltet ist, und der arithmetische Prozessor (15) zum Berechnen der Konzentration der bestimmten Komponente, während der einzige elektrische Korrekturstrom oder die Vielzahl elektrischer Korrekturströme berücksichtigt werden, ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der arithmetische Prozessor (15) zum Anwenden eines durchschnittlichen oder kumulativen Werts der Messungen auf ein berechnetes Ergebnis der Konzentration der bestimmten Komponente ausgestaltet ist.