胆固醇测量试条和用其测量胆固醇的方法

摘要

本发明公开了用于测量胆固醇数据的试条以及使用其测量胆固醇的方法。根据本发明的一个方面的测试条包括：红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇过滤层，其同时使来自注射血液的红细胞凝集并使低密度脂蛋白(LDL)胆固醇沉淀，以同时进行红细胞分离和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇分离；和进行与血液反应的反应层，其中使红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇分离，以获得胆固醇数据。本发明能够使红细胞分离和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇分离在单一层中同时进行，从而使测量所需的试条厚度和血液量同时减小。

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明一般性涉及用于测量生物医学数据的测试条，更具体地，涉及 用于分析血液中的生物医学数据的测试条。而且，本发明涉及使用所述测 试条测量生物医学数据的方法。

2.相关技术描述

已知血液、血浆或血清中的总胆固醇水平是指示冠状动脉硬化症风险 的一类生物医学数据。但是，由于最近的临床研究表明低密度脂蛋白 (LDL)胆固醇水平和冠状动脉硬化症的风险之间有正相关性，因而LDL 胆固醇水平为优于总胆固醇水平的医学指示物。

可以使用包含合适反应试剂的测试条测量LDL胆固醇水平。大部分 测量条有这样的结构，其中其内包含试剂的多个垫堆叠在上方覆盖物和下 方支持物之间。设计这种堆叠结构以使样品垂直流动。在这一点，上下层 之间的接触表面的平滑度以及垫的厚度决定了血液的流速和必需量。特别 在包含干试剂的干生物化学试条的情况下，较多数量的垫或较厚的垫引起 测量误差增大。

发明概述

因此，本发明是在考虑到了现有技术中存在的上述问题的情况下作出 的，并且本发明的一个目的是提供一种精确测量生物医学数据的测试条。

本发明的另一目的是提供一种使用所述测试条来测量生物医学数据 的方法。

根据一个方面，本发明提供了一种与测量装置联用的用于测量生物医 学数据的测试条，所述测试条包括：具有一个或更多个施加孔的上方覆盖 物；具有一个或更多个检测部的下方支持物，所述检测部在与所述测量装 置的检测单元相对应的位置处；红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇过 滤层，该层设计为通过使红细胞凝集并且使LDL胆固醇沉淀来从施加的 血液样品中过滤掉红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇二者；和反应层， 其中无红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇的血液样品与试剂反应，过 滤层和反应层堆叠在下方支持物和上方覆盖物之间。

根据其另一方面，本发明提供了一种用于检测胆固醇的方法，包括： 从血液样品中过滤掉红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇；以及使无红 细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇的血液样品与试剂反应以产生生物医 学数据。

通过构建成在单一层中从血液样品过滤掉红细胞和低密度脂蛋白 (LDL)胆固醇，本发明的测试条可以做得很薄并允许分析小体积的血液。

附图说明

通过以下详细描述结合附图，将更清楚地理解本发明的上述和其他目 的、特征和其他优势，在附图中：

图1是显示用于测量生物医学数据的装置和设计成与其联用的测试 条的示意图；

图2是显示本发明一个实施方案的测试条的分解透视图；

图3显示用常规测试条获得的反射率(k/s)图，所述常规测试条被 设计成在不同的层中分离红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇；和

图4显示在相同条件下用本发明的测试条获得的反射率(k/s)图。 优选实施方案描述

以下将参照附图，其中全部的不同附图中使用的相同的附图标记来表 示相同或相似的部件。

图1示意性地示出根据本发明的一个实施方案用于测量生物医学数 据的装置和测试条。如图1的示意图所示，测试条300包括多个反应区 330，其中可以测量生物医学数据，如血液甘油三酯和胆固醇水平。根据 其位置不同，反应区330的测试对象可以不同。例如，图1的测试条具有 分别适于测量总胆固醇、高密度脂蛋白(HDL)胆固醇和甘油三酯水平 的三个反应区，所有反应区用于定量分析低密度脂蛋白胆固醇水平。用于 测量生物医学数据的装置100包括电源按钮、一体式试条适配器130和显 示器180。在试条适配器130的中心线上提供有多个间隔开的检测单元。 将检测单元110分别设计为与测试条300的反应区330相对应。根据测试 类型，开启部分或全部检测单元110以检测反应区330中发生的反应。

参照图2，显示本发明一个实施方案的测试条200的分解透视图。如 图2的该分解透视所示，测试条200包括具有构造在其中的多个施加孔 211的上方覆盖物210、可分离成多个堆叠层的中间结构以及下方支持物 220。

上方覆盖物210具有一个或更多个施加孔211，通过所述施加孔使用 者可将血液样品载入到测试条上，并且所述孔的测量对象可彼此不同。例 如，上方覆盖物210具有三个施加孔211来测定血液的低密度脂蛋白胆固 醇水平。

在下方支持物220中，检测部221位于与装置100中的试条适配器 130的检测单元110相对应的位置处。装置100通过检测部221测定生物 医学数据。

中间结构包括血液铺展层230、血液过滤层和反应层260，所述血液 过滤层被分成红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇过滤区240和红细胞 过滤区245。红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇过滤区240位于目标 在于高密度脂蛋白胆固醇(HDL)的第二施加孔之下，而其他区域为红 细胞过滤区245。

由多孔聚酯网、诸如棉织物或纱布的织造织物构成的血液铺展区230 的主要作用是在其上快速且均匀地铺展血液。

红细胞和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇过滤区240由玻璃纤维垫构成， 所述玻璃纤维垫包含血凝素(hemagglutinating agent)和LDL胆固醇沉 淀剂。玻璃纤维垫的直径范围为0.5至2微米，长度为0.25-0.40mm，优 选0.37mm。血凝素和沉淀剂两者均以浸渍或固定形式均匀分布在所述垫 上。用于本发明的血凝素可以是外源凝集素、阳离子聚合物和/或糖类。 外源凝集素的实例包括PHA(植物血凝素)、伴刀豆球蛋白A、PWM(商 陆促分裂原)和小麦胚芽凝集素。阳离子聚合物之一为聚(二烯丙基二甲 基氯化铵)。用于本发明的糖类可以是单糖、二糖和/或多糖，如山梨糖醇、 糖、寡糖等。用于本发明的沉淀剂起到使血液中的LDL胆固醇选择性沉 淀的功能，可以选自磺酸化多糖、肝素、磷钨酸(PTA)、硫酸葡聚糖及 其第II族阳离子的盐。下文中将给出对于红细胞和LDL胆固醇过滤区240 的详细描述。

红细胞过滤区245由包含血凝素的玻璃纤维垫构成。用于本发明的血 凝素为如上所述的外源凝集素、阳离子聚合物或糖类。外源凝集素的实例 包括PHA(植物血凝素)、伴刀豆球蛋白A、PWM(商陆促分裂原)和 小麦胚芽凝集素。阳离子聚合物中有代表性的聚(二烯丙基二甲基氯化 铵)。用于本发明的糖类可以是单糖、二糖和/或多糖。当血液在经过血液 铺展层230之后到达所述垫时，其红细胞被血凝素凝集。凝集的红细胞不 能被递送到反应层260。

为了获得生物医学数据，将反应层260设计为与移除了红细胞和LDL 胆固醇的血液起反应。反应层包含可以与无红细胞且无LDL胆固醇的血 液起反应的试剂。试剂可以被浸入或固定到垫中。在本发明的一个优选实 施方案中，定量分析高密度脂蛋白(HDL)胆固醇。在这种情况下，通 过胆固醇酯酶将HDL胆固醇分裂成游离胆固醇和脂肪酸，在胆固醇氧化 酶的存在下游离胆固醇与氧反应形成过氧化氢，所述过氧化氢在过氧化物 酶的存在下与着色剂发生颜色反应。

在通过施加孔211将血液样品载入到测试条之后，血液样品在血液铺 展层230上铺展，并向下流至红细胞和LDL胆固醇过滤区240以及红细 胞过滤区245。当到达红细胞和LDL胆固醇过滤区240时，血液样品的 红细胞通过与凝集素(如糖)反应而凝集，而LDL胆固醇通过与LDL 胆固醇沉淀剂反应而被选择性沉淀。仅有如此被过滤的血清向下流至反应 层260。在反应层中，无红细胞且无LDL胆固醇的血液与试剂反应，用 于定量分析胆固醇。

在本发明的另一实施方案中，可以在反应层260与红细胞过滤区245 之间或者反应层260与红细胞和LDL胆固醇过滤区240之间插入亲水材 料。本文所用术语“亲水材料”旨在表示在其端基或官能团处有氧原子或 羟基从而允许亲水性处理的材料，如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇 (PVA)或聚乙二醇(PEG)。位于血液过滤层和反应层260之间的亲水 层250起到防止未被血液过滤层过滤的红细胞渗入反应层260以及铺展过 滤的血液的作用。在本发明的一个优选实施方案中，亲水材料250可以是 亲水化多孔网的形式。该网的孔径可以是1至500μm，厚度可以是1μm 或更小，并且可由聚酯构成。多孔网可以通过与亲水化合物(如聚乙烯吡 咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG))反应或通过在其 端基或官能团中引入氧原子或羟基而被亲水化。

图3和4分别是使用设计为在不同层分离红细胞和LDL胆固醇的常 规测试条和根据本发明的测试条在相同条件下所获得的反射率图。

在图3和4中，将相同的血液载入试条，将相对于时间的反射率(k/s) 作图5次。在图3和图4的曲线模式中均观察到在某些点的汇合，其中图 4曲线给出的间隙更窄。对于变异系数(coefficient of variation)，发现图 3的曲线为5％，图4的曲线为3％。由于对于相同样品而言更低的变异 系数说明更高的重复性，因而本发明的测试条与常规测试条相比重复性更 佳。当使用包含多个层的试条将血液分离成其组分时，由于各层之间的泄 漏和层间接合的偏差而存在测量误差。被构造成在一个层中进行红细胞和 LDL胆固醇两者的分离的本发明测试条可以大幅降低由所述因素所造成 的测量误差。

在以下实施例中，详细描述了红细胞和LDL胆固醇过滤区240。

通过以下实施例可以获得对本发明更好的理解，给出的实施例是说明 性的，而不应被解释为是对本发明的限制。

实施例1

分别以8wt％、4.5wt％和0.5wt％的量在去离子水中溶解海藻糖 (trehaloze)、磷钨酸和硫酸镁，然后将溶液的pH调节至6.5。在该溶液 中，使0.1wt％的聚乙烯吡咯烷酮K-30和0.5wt％的葡聚糖70溶解。将 所得溶液以145μl/秒的速度喷洒在玻璃纤维垫上，然后在烘箱中在40℃ 下干燥1小时以制备红细胞和LDL胆固醇过滤垫。

实施例2

除所用海藻糖的量为8wt％、10wt％、12wt％或15wt％外，以与 实施例1相同的方式制备红细胞和LDL胆固醇过滤垫。

实施例3

除所用聚乙稀吡咯烷酮K-30的量为0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、 0.7wt％或1wt％外，以与实施例1相同的方式制备红细胞和LDL胆固醇 过滤垫。

实施例4

除所用葡聚糖70的量为0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.7wt％或1 wt％外，以与实施例1相同的方式制备红细胞和LDL胆固醇过滤垫。

尽管为了说明性目的已经公开了本发明的优选实施方案，本领域技术 人员应理解在不背离所附权利要求公开的本发明的范围和精神的前提下， 可以进行多种修改、添加和替换。