試劑材料和有關(guān)的試驗(yàn)元件的制作方法
【專利說(shuō)明】試劑材料和有關(guān)的試驗(yàn)元件
【背景技術(shù)】
[0001] -次用棄的試驗(yàn)元件的使用在測(cè)量選定的分析物在試驗(yàn)樣品中的存在和/或濃 度時(shí)已經(jīng)變成很常見(jiàn)。例如，遭受糖尿病和類似醫(yī)學(xué)病癥的患者經(jīng)常進(jìn)行血糖的自我監(jiān)測(cè)， 其中所述患者監(jiān)測(cè)其血糖水平。監(jiān)測(cè)血糖水平的目的是確定濃度水平，并且如果必要的話， 如果所述水平過(guò)高或過(guò)低，則采取矯正行動(dòng)，以使所述水平回到可接受的范圍內(nèi)。不能采取 矯正行動(dòng)可以具有嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)影響。葡萄糖監(jiān)測(cè)是糖尿病個(gè)體的日常生活中的一個(gè)事實(shí)， 并且這樣的監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度可以確實(shí)地指示生存和死亡之間的差異。不能正常地維持血糖在 可接受的水平可以導(dǎo)致嚴(yán)重的糖尿病相關(guān)的并發(fā)癥，包括心血管疾病、腎臟疾病、神經(jīng)損傷 和失明。
[0002] 加強(qiáng)性地管理他們的血糖的糖尿病患者會(huì)經(jīng)歷持久的益處。糖尿病控制和并發(fā) 癥試驗(yàn)（Diabetes Control and Complications Trial，DCCT)是由國(guó)家糖尿病以及消化 疾病和腎疾病研宄所（National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases，NIDDK)在1983年至1993年進(jìn)行的臨床研宄。DCCT將加強(qiáng)治療與常規(guī)治療進(jìn) 行了對(duì)比。用每天至少3次的胰島素注射或胰島素泵，并經(jīng)常自我監(jiān)測(cè)血糖水平，接受加 強(qiáng)治療的患者保持葡萄糖水平盡可能接近正常水平。加強(qiáng)治療的目的是保持血紅蛋白Alc (HbAlc)盡可能接近正常水平，所述血紅蛋白Alc反映了在2-3個(gè)月時(shí)段內(nèi)的平均血糖。常 規(guī)治療由每天1或2次胰島素注射組成，進(jìn)行每天一次的尿或血糖試驗(yàn)。DCCT研宄的結(jié)果 表明，保持血糖水平盡可能接近正常水平，會(huì)減慢由糖尿病造成的眼、腎和神經(jīng)疾病的發(fā)作 和進(jìn)展。實(shí)際上，它證實(shí)，血糖的任何持續(xù)降低是有益的，即使該人具有較差控制史。
[0003] 許多分析儀器或生物傳感器(諸如葡萄糖計(jì)）是目前可得到的，其允許個(gè)體試驗(yàn)小 血液樣品中的葡萄糖水平。許多目前可得到的計(jì)量?jī)x設(shè)計(jì)利用一次用棄的試驗(yàn)元件，其與 所述計(jì)量?jī)x一起電化學(xué)地或光學(xué)地測(cè)量血液樣品中的葡萄糖的量。在目前的葡萄糖計(jì)中， 作為成功的血糖測(cè)量的結(jié)果而顯示的信息是各個(gè)血糖值，典型地以mg/dL或mmol為單位來(lái) 顯示，并且可能顯示進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間和日期。該信息與計(jì)算計(jì)劃的或已知的碳水化合物攝 入或計(jì)劃的或已知的活動(dòng)以及其它情形或個(gè)體因素的知識(shí)一起，在大多數(shù)情況下足以允許 糖尿病患者調(diào)整或得出他們的飲食攝入量和/或即時(shí)注射胰島素的劑量以短期控制血糖 水平。并且，在低葡萄糖值的情況下，糖尿病患者可以察覺(jué)到需要攝入糖來(lái)避免低血糖。
[0004] 胰島素的缺乏或不足量會(huì)阻止身體使用葡萄糖作為燃料源來(lái)產(chǎn)生能量。當(dāng)這發(fā)生 時(shí)，身體通過(guò)分解脂肪酸來(lái)產(chǎn)生能量，這會(huì)導(dǎo)致酮副產(chǎn)物和增加的酮水平。在糖尿病患者 中增加的酮水平也可以由心臟病發(fā)作、中風(fēng)、娛樂(lè)藥物使用或中間發(fā)生的疾病(諸如肺炎、 流感、胃腸炎或泌尿?qū)W感染）造成。糖尿病患者中過(guò)高的酮水平會(huì)導(dǎo)致糖尿病酮癥酸中毒 (DKA)的發(fā)作，所述DKA是如果不治療的話可以導(dǎo)致死亡的醫(yī)學(xué)緊急事件。DKA的癥狀尤其 包括惡心、嘔吐、過(guò)度口渴和尿產(chǎn)生、腹部疼痛、用力呼吸、疲勞和昏迷。鑒于DKA的嚴(yán)重性， 合乎需要的是，在DKA發(fā)作的完全開(kāi)始之前，施用治療以降低酮水平。此外，由于在DKA發(fā) 作已經(jīng)開(kāi)始或酮水平在其它方面不希望地高之前與DKA發(fā)作有關(guān)的癥狀可能不存在，通常 優(yōu)選的是，降低酮的治療不作為對(duì)這些癥狀的應(yīng)答而開(kāi)始。
[0005] 通過(guò)測(cè)量酮水平和如果在它們升高到某種濃度以上時(shí)尋求醫(yī)學(xué)注意，可以實(shí)現(xiàn) DKA發(fā)作的預(yù)防?？梢岳媚蛟囼?yàn)來(lái)確定酮水平。ADA網(wǎng)站推薦，當(dāng)糖尿病具有疾?。ㄖT如 感冒或流感）時(shí)，或當(dāng)他或她的血糖超過(guò)240 mg/dl時(shí)，應(yīng)當(dāng)每4-6小時(shí)檢查酮水平。（參見(jiàn) http://www. diabetes, org/living-with-diabetes/complications/ketoacidosis-dka. himl)。但是，對(duì)于每天執(zhí)行多個(gè)血糖試驗(yàn)的糖尿病患者而言，在他們的血糖試驗(yàn)之外還執(zhí) 行單獨(dú)的尿試驗(yàn)是耗時(shí)的和麻煩的。
[0006] 通過(guò)在同一試驗(yàn)條上進(jìn)行雙重試驗(yàn)以測(cè)量葡萄糖和酮水平，糖尿病能夠通過(guò)在早 期檢測(cè)出高酮水平而更好地順從試驗(yàn)推薦和更安全的療法。例如，推薦在酮和血糖較高時(shí) 避免鍛煉，因?yàn)樯叩倪@些分析物的水平可以指示令人不滿意的糖尿病管理。但是，大多數(shù) 糖尿病患者不會(huì)容易得到酮試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)，且經(jīng)常不會(huì)容易得到關(guān)于如何應(yīng)對(duì)這樣的情形 的信息。
[0007] 單獨(dú)尿試驗(yàn)用于確定酮水平的應(yīng)用也需要額外的診斷供給和它們的附隨成本，并 使得其難以關(guān)聯(lián)血糖和酮水平。也可能從血液樣品確定酮水平。當(dāng)使用血液樣品時(shí)，通常 通過(guò)測(cè)量羥基丁酸鹽(其是血液中的優(yōu)勢(shì)酮）的濃度來(lái)確定酮水平。血液中低于0.6 mM的 羥基丁酸鹽濃度被視作正常，而在0. 6 mM和I. 5 mM之間的羥基丁酸鹽濃度指示可能發(fā)生 問(wèn)題，且大于I. 5 mM指示發(fā)展DKA的風(fēng)險(xiǎn)。血液中高于3 mM的羥基丁酸鹽濃度指示DKA， 并需要緊急醫(yī)學(xué)治療。
[0008] 當(dāng)前的用于從血液確定酮水平的技術(shù)包括單功能試驗(yàn)元件，其適合用于檢測(cè)例如 羥基丁酸鹽濃度。但是，更象上面描述的尿試驗(yàn)，每天進(jìn)行相對(duì)較高量級(jí)的血糖試驗(yàn)的糖 尿病患者可能發(fā)現(xiàn)，在他們的血糖試驗(yàn)之外還進(jìn)行單獨(dú)的酮水平血液試驗(yàn)是耗時(shí)的和麻煩 的，特別是由于當(dāng)前的血酮試驗(yàn)比現(xiàn)有技術(shù)的血糖試驗(yàn)更慢。獨(dú)立于血糖試驗(yàn)執(zhí)行的酮水 平血液試驗(yàn)也需要額外的診斷供應(yīng)，并且必然發(fā)生與其附隨的額外費(fèi)用。此外，執(zhí)行用于確 定血糖和血酮水平的單獨(dú)試驗(yàn)使得難以關(guān)聯(lián)測(cè)量的血糖和血酮值。
[0009] 用于從血液確定酮水平的其它技術(shù)包括適合用于檢測(cè)血糖和血酮水平的試驗(yàn)元 件。但是，在這些當(dāng)前的試驗(yàn)元件中，比血酮水平更快速地測(cè)量血糖水平，使得血酮試驗(yàn)結(jié) 果延遲并在血糖試驗(yàn)結(jié)果以后提供。可替換地，在后者血酮試驗(yàn)的完成之前，沒(méi)有提供血 糖和血酮試驗(yàn)的結(jié)果二者。在任一種情況下，對(duì)于每天執(zhí)行相對(duì)較高量級(jí)的試驗(yàn)的糖尿病 患者而言，特別是當(dāng)考慮到在某些情況下血酮試驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間是完成血糖試驗(yàn)的幾乎2倍 時(shí)，等候一個(gè)或兩個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果直到血酮試驗(yàn)完成，可以變得非常麻煩和耗時(shí)。此外，當(dāng)在 血酮試驗(yàn)結(jié)果之前且單獨(dú)地提供血糖試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，用戶可能在血酮試驗(yàn)完成之前中斷試驗(yàn) 和/或在血糖試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)提供但是在適當(dāng)?shù)乜紤]血酮試驗(yàn)結(jié)果之前將注意力轉(zhuǎn)向別處。 [0010] 鑒于除了血糖測(cè)量結(jié)果之外還準(zhǔn)確地記錄、報(bào)告和分析血酮測(cè)量結(jié)果的分支，需 要改進(jìn)用于試驗(yàn)血酮水平和/或血酮和血糖水平的技術(shù)、規(guī)程和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 提供了試劑材料和有關(guān)的試驗(yàn)元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，具有雙功能性的試驗(yàn)元 件包括第一種輔酶依賴性的酶或所述第一種酶的底物、第二種輔酶依賴性的酶或所述第二 種酶的底物、以及選自硫代-NAD、硫代-NADP和根據(jù)式（I)的化合物（在下文中定義）的輔 酶。在一個(gè)方面，所述第一分析物是羥基丁酸鹽，且所述第一種酶是羥基丁酸脫氫酶，且所 述第二分析物是葡萄糖，且所述第二種酶是葡萄糖脫氫酶或葡萄糖氧化酶。主題申請(qǐng)的其 它方面涉及獨(dú)特的試劑材料。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施方案中，被配置成用于確定第一分析物和第二分析物的試驗(yàn)元件包括 第一種輔酶依賴性的酶或所述第一種酶的底物和第二種輔酶依賴性的酶或所述第二種酶 的底物。所述試驗(yàn)元件還包括選自硫代-NAD、硫代-NADP和根據(jù)式（I)的化合物或其鹽或 任選的還原形式的輔酶： 其中
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種被配置成用于確定第一分析物和第二分析物的試驗(yàn)元件，所述試驗(yàn)元件包含： 第一種輔酶依賴性的酶或所述第一種酶的底物； 第二種輔酶依賴性的酶或所述第二種酶的底物；和 選自硫代-NAD、硫代-NADP和根據(jù)式（I)的化合物或其鹽或任選的還原形式的輔酶：
其中 A =腺嘌呤或其類似物， T =在每種情況下獨(dú)立地表示O或S， U =在每種情況下獨(dú)立地表示OH、SH、BH3_或BCMV， V =在每種情況下獨(dú)立地表示OH或磷酸酯基團(tuán)， W = C00R、CON(R)2、COR或CSN(R)2，其中R在每種情況下獨(dú)立地表示H或C 1-C2-烷基， X1' X2 =在每種情況下獨(dú)立地表示0、CH2、CHCH3' C (CH3) 2、NH或NCH3， Y = NH、S、0 或 CH2， Z =包含具有5個(gè)C原子的環(huán)狀基團(tuán)的殘基，其任選地含有選自0、S和N的雜原子和 任選的一個(gè)或多個(gè)取代基，和殘基CR42，其中CR42結(jié)合至環(huán)狀基團(tuán)且結(jié)合至X 2，且 其中R4 =在每種情況下獨(dú)立地表示H、F、Cl或CH3，前提條件是，Z和吡啶殘基不通過(guò) 糖苷鍵連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)元件，其中所述第一分析物是羥基丁酸鹽，且所述第一 種酶是羥基丁酸脫氫酶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)元件，其中所述羥基丁酸脫氫酶是3-羥基丁酸脫氫酶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的試驗(yàn)元件，其中所述第二種酶是選自以下的脫氫酶： 葡萄糖脫氫酶、乳酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、甘油脫氫酶、醇脫氫酶、山梨醇脫氫酶和包含 L-氨基酸脫氫酶在內(nèi)的氨基酸脫氫酶。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的試驗(yàn)元件，其中所述第二分析物是葡萄糖，且所述第二種 酶是葡萄糖脫氫酶或葡萄糖氧化酶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的試驗(yàn)元件，其中所述輔酶是根據(jù)式（I)的化合 物 其中
A =腺嘌呤， T =在每種情況下表示0，