TWI652478B

TWI652478B - 血球容積比的量測方法與血液檢測方法

Info

Publication number: TWI652478B
Application number: TW106135409A
Authority: TW
Inventors: 陳筑瑄; 顏鈺芳; 董易庭; 林芬菲; 袁亦雲; 謝文彬
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2019-03-01
Also published as: TWI696829B; TW201920949A; TW201819902A

Abstract

本發明提供血球容積比的量測方法與血液檢測方法。血球容積比的量測方法包括下列步驟。提供檢測試片。檢測試片包括反應區以及設置於反應區的一對電極。使全血樣品進入反應區。在全血樣品進入反應區之後，以方波伏安法對上述一對電極施加一組方波電壓，以得到與血球容積比相關的回饋值。全血樣品進入反應區的起始時間點與施加一組方波電壓的起始時間點相差0.1秒至200秒。依據回饋值推算出血球容積比。

Description

血球容積比的量測方法與血液檢測方法

本發明是有關於一種血球容積比的量測方法與一種血液檢測方法，且有關於對於全血樣品的一種血球容積比的量測方法與一種血液檢測方法。

血球容積比(hematocrit，Hct)主要是指加了抗凝血劑的全血經離心後沉澱的血細胞(主要為紅血球)在全血中佔有的比例。對於臨床實驗室檢測機台，都是使用血漿做為檢測的樣品。換言之，血液都先經過離心處理，得到的血漿再用以進行檢測。如此一來，血球容積比的差異對檢測結果就不至於造成干擾。

然而，對於醫護點檢測(point of care testing，POCT)或是病患可自行操作(over the counter，OTC)之檢測機台而言，為了減少檢驗所需的時間與成本，一般多是使用全血檢體進行直接的量測。也就是說，具有個體差異性的血球容積比會造成檢測的誤差。除此之外，檢測樣品保存的溫濕度或操作檢測機台時的溫濕度均會對血球容積比的檢測結果產生影響。

本發明實施例提供一種血球容積比的量測方法，包括下列步驟。提供檢測試片。檢測試片包括反應區以及設置於反應區的一對電極。使全血樣品進入反應區。在全血樣品進入反應區之後，以方波伏安法對一對電極施加一組方波電壓，以得到與血球容積比相關的回饋值。全血樣品進入反應區的起始時間點與施加一組方波電壓的起始時間點相差0.1秒至200秒。依據回饋值推算出血球容積比。

本發明實施例提供一種血液檢測方法，包括下列步驟。提供檢測試片。檢測試片包括第一反應區、設置於第一反應區的一對第一電極、第二反應區以及設置於第二反應區的一對第二電極。使全血樣品進入第一反應區與第二反應區。在全血樣品進入第一反應區之後，以方波伏安法對一對第一電極施加兩組方波電壓，以分別得到與血球容積比相關的第一回饋值與第二回饋值。對一對第二電極施加電壓，以得到第三回饋值而推算全血樣品中的目標分析物的濃度。判斷第一回饋值與第二回饋值的比值是否在預設範圍之間。若第一回饋值與第二回饋值的比值在預設範圍之間，則採用目標分析物的濃度，反之則提供檢測異常的訊息。

本發明實施例提供一種血球容積比的量測方法，包括下列步驟。提供檢測試片。檢測試片包括反應區以及設置於反應區的一對電極。使全血樣品進入反應區。以方波伏安法對一對電極連續施加多組方波電壓，以得到與血球容積比相關的多個回饋值。相鄰兩組方波電壓的間隔為0.1秒至4秒。取得第n組方波電壓的回饋值，以推算出全血樣品的血球容積比。n為大於1的正整數。

本發明實施例提供一種血液檢測方法，包括下列步驟。提供檢測試片。檢測試片包括第一反應區、設置於第一反應區的一對第一電極、第二反應區以及設置於第二反應區的一對第二電極。使全血樣品進入第一反應區與第二反應區。以方波伏安法對一對第一電極連續施加多組方波電壓，以得到與血球容積比相關的多個回饋值。對一對第二電極施加電壓，以推算全血樣品中的目標分析物的濃度。判斷第1組以後的方波電壓的任意兩個回饋值的比值是否在預設範圍之間。若第1組以後的方波電壓的任意兩個回饋值的比值在預設範圍之間，則採用目標分析物的濃度，反之則提供檢測異常的訊息。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

200‧‧‧檢測試片

202‧‧‧第一反應區

204‧‧‧第一電極

204a‧‧‧第一工作電極

204b‧‧‧第一參考電極

206‧‧‧第二反應區

208‧‧‧第二電極

208a‧‧‧第二工作電極

208b‧‧‧第二參考電極

A、B、C、D‧‧‧線

Amp‧‧‧振幅

E‧‧‧樣品注入處

E_final‧‧‧目標電壓

E_incr‧‧‧增幅電壓

E_init‧‧‧初始電壓

F‧‧‧頻率

S100、S100a、S102、S102a、S104、S104a、S106、S108、S110、S112、S114、S504、S504a、S506、S508、S510、S512、S514‧‧‧步驟

T0、T1、T2、T3、TS1‧‧‧起始時間點

V1、V2、VS‧‧‧方波電壓

V3、V3’‧‧‧電壓

圖1A與圖1B分別是依照本發明一實施例的血球容積比的量測方法的流程圖與血液檢測方法的流程圖。

圖2是依照本發明一實施例的檢測試片的上視示意圖。

圖3是依照本發明一實施例的方波伏安法的電壓隨時間變化的示意圖。

圖4是依照圖1A與圖1B所示的實施例對全血樣品進行血球容積比與目標分析物濃度量測的順序的示意圖。

圖5A與圖5B分別是依照本發明另一實施例的血球容積比的量測方法的流程圖與血液檢測方法的流程圖。

圖6是依照圖5A與圖5B所示的實施例對全血樣品進行血球容積比與目標分析物濃度檢測的順序的示意圖。

圖7是依照本發明一實驗例在不同濕度下方波電壓的回饋值對血球容積比的作圖。

圖8是依照一比較例在不同濕度下方波電壓的回饋值對血球容積比的作圖。

圖1A與圖1B分別是依照本發明一實施例的血球容積比的量測方法的流程圖與血液檢測方法的流程圖。圖2是依照本發明一實施例的檢測試片的上視示意圖。圖3是依照本發明一實施例的方波伏安法的電壓隨時間變化的示意圖。圖4是依照圖1A與圖1B所示的實施例對全血樣品進行血球容積比與目標分析物濃度檢測的順序的示意圖。

請參照圖1A與圖2，本發明一實施例的血球容積比(hematocrit，Hct)的量測方法包括下列步驟。

進行步驟S100，提供檢測試片200。檢測試片200包括第一反應區202以及設置於第一反應區202的一對第一電極204。在一些實施例中，一對第一電極204包括第一工作電極204a與第一參考電極204b。第一反應區202可位於第一工作電極204a與第一參考電極204b上，且暴露一部分的第一工作電極204a與第一參考電極204b。在一些實施例中，檢測試片200更包括第二反應區206以及設置於第二反應區206的一對第二電極208。一對第二電極208可包括第二工作電極208a與第二參考電極208b。第二反應區206可位於第二工作電極208a與第二參考電極208b上，且暴露一部分的第二工作電極208a與第二參考電極208b。

在全血樣品進入檢測試片200並通過第一反應區202(或第一反應區202與第二反應區206)後，第一電極204(或第一電極204與第二電極208)可接收電壓而使全血樣品在第一反應區202(或第一反應區202與第二反應區206)中進行反應。在一些實施例中，第一參考電極204b可與第二參考電極208b電性連接，或一對第一電極204與一對第二電極208可共用相同的參考電極。在一些實施例中，第二參考電極208b(或可與第一參考電極204b共用的參考電極)可偵測全血樣品進入檢測試片200的量。據此，可待全血樣品的量足夠後再施加電壓於第一工作電極204a與第二工作電極208a，而使全血樣品在第一反應區202與第二反應區206中開始反應。

在一些實施例中，第一反應區202可較第二反應區206更接近檢測試片200的樣品注入處E。此外，第一反應區202與第二反應區206可經設置於相同的通道中。然而，在其他實施例中，第二反應區206也可比第一反應區202更接近樣品注入處E。此外，第一反應區202與第二反應區206更可左右設置或不同平面地設置。再者，第一反應區202與第二反應區206可經設置於不同的通道中。所屬領域中具有通常知識者可依設計需求調整第一反應區202與第二反應區206的相對位置關係，本發明並不以此為限。

在一些實施例中，第一工作電極204a與第一參考電極204b的間距範圍為0.01mm至5mm。舉例而言，第一工作電極204a與第一參考電極204b的間距範圍可為0.01mm至1mm，或0.05mm至5mm。此外，第一工作電極204a的面積對於第一參考電極204b的面積的比值範圍為1至1.5。舉例而言，第一工作電極204a的面積對於第一參考電極204b的面積的比值範圍可為1至1.2。藉由控制第一工作電極204a與第一參考電極204b的間距以及面積比例於上述的範圍內，可使對第一工作電極204a施加電壓時，可得到穩定的回饋值。

在一些實施例中，反應試劑可設置於第二反應區206上。反應試劑的材料可包括反應酵素，且更可包括電子媒介物。在其他實施例中，反應試劑亦可進一步延伸至第一反應區202上。

進行步驟S102，使全血樣品進入第一反應區202。具體而言，全血樣品可透過毛細力或微流道設計由檢測試片200的樣品注入處E進入。此外，全血樣品除了進入第一反應區202之外，更可進入至第二反應區206。

請參照圖1A以及圖2至圖4，隨後進行步驟S104，以方波伏安法(square wave voltammetry，SWV)對一對第一電極204施加一組方波電壓V1，以得到有關於血球容積比的第一回饋值。如此一來，第一工作電極204a可接收方波電壓V1而使全血樣品在第一反應區202中進行電性反應，以得到第一回饋值。特別來說，第一回饋值為一電流值。如圖3所示，方波電壓V1可為正電壓，其初始電壓E_init隨時間以一增幅電壓E_incr逐漸往目標電壓E_final遞增。具體而言，方波電壓V1以初始電壓E_init為中心，經由固定頻率F施加一固定電壓振幅Amp之正負電壓振盪。接著，增加一固定增幅電壓E_incr，且以新的電壓值(E_init+E_incr)為中心作固定電壓振幅之振盪，直到電壓值中心達到目標電壓E_final。

在給予適當的振幅Amp、頻率F及增幅電壓E_incr等參數的情況下，可以穩定地量測到全血樣品所產生的關於血球容積比的第一回饋值。在一些實施例中，方波電壓V1可具有固定的振幅Amp、頻率F及增幅電壓E_incr。舉例而言，頻率F可大於100Hz，例如可在100Hz至4000Hz的範圍中。振幅Amp可大於或等於0.01V，例如可在0.01V至0.4V的範圍中。增幅電壓E_incr可在0.01V至0.4V的範圍中，例如是在0.05V至0.2V的範圍中。除此之外，方波電壓V1的掃描範圍可在0V至0.8V之間。再者，電壓施加的時間範圍可在0.01秒至4秒的範圍中，例如是在0.01秒至2秒的範圍中。

然而，所屬領域中具有通常知識者可依據第一電極204的材料、圖形、位置等條件的改變而調整上述的參數。舉例而言，當第一電極204的材料為碳墨(例如是網版印刷碳電極時(screen printed carbon electrode，SPCE))時，方波電壓V1的頻率F範圍可為100Hz至500Hz，且振幅Amp範圍可為0.01V至0.4V。此外，方波電壓V1的電壓掃描範圍可為0V至0.5V，且方波電壓V1的施加時間範圍可為0.01秒至2秒。作為另一個實例，當第一電極204的材料為金時，方波電壓V1的頻率F範圍可為500Hz至4000Hz，且振幅Amp範圍可為0.1V至0.4V。此外，方波電壓V1的電壓掃描範圍可為0V至0.5V，且方波電壓V1的施加時間範圍可為0.01秒至2秒。

請參照圖3與圖4，全血樣品進入檢測試片200的第一反應區202的起始時間T0與施加一組方波電壓V1於第一電極204的起始時間T1之間的間隔為0.1秒至200秒。在一些實施例中，起始時間T0與起始時間T1之間的間隔亦可為0.1秒至120秒、0.1秒至60秒、0.1秒至30秒、0.1秒至10秒、0.1秒至5秒、0.1秒至1秒、1秒至200秒、3秒至200秒或、5秒至200秒、10秒至200秒、20秒至200秒、50秒至200秒、1秒至120秒、3秒至60秒、5秒至30秒或5秒至10秒。

進行步驟S106，依據第一回饋值推算出血球容積比。經實驗發現，第一回饋值(電流值)與血球容積比呈負相關的關係。統計對於不同已知血球容積比的全血樣品的第一回饋值，可將上述的負相關的關係歸納為一關係式。此關係式可包括多項式或線性關係式。隨後，將對於一具有未知血球容積比的全血樣品的第一回饋值代入此關係式即可得到對應的血球容積比。

值得注意的是，當檢測試片200暴露於大氣時，易於第一電極204上(或第一電極204與第二電極208上)形成水膜。此外，當全血樣品進入檢測試片200的第一反應區202(或進入第一反應區202與第二反應區206)時，易於全血樣品與第一電極204之間(及全血樣品與第二電極208之間)產生微氣泡。此水膜及微氣泡會使血球容積比的量測結果產生誤差。本實施例藉由全血樣品在第一反應區202停留一間隔時間後對第一電極204以方波伏安法施加一組方波電壓V1，可破壞全血樣品與第一電極204之間(及全血樣品與第二電極208之間)的水膜及微氣泡。如此一來，可避免環境中的濕氣及微氣泡對血球容積比的量測結果造成的影響。此外，本發明採用方波伏安法進行血球容積比的量測時，較不易受到目標分析物(例如是血糖)濃度的影響。因此，本發明方法可有效降低濕度、微氣泡及目標分析物濃度對於血球容積比量測產生誤差的影響。

請參照圖1B以及圖2至圖4，本實施例的血液檢測的方法包括下列步驟。本實施例的血液檢測方法包括部分的圖1A所示的血球容積比的量測方法，其中相同或相似處則不再贅述。除此之外，相似的步驟以相似的元件符號標示。

進行步驟S100a，提供檢測試片200。如圖2所示，檢測試片200包括第一反應區202、設置於第一反應區202的一對第一電極204、第二反應區206以及設置於第二反應區206的一對第二電極208。

進行步驟S102a，使全血樣品進入第一反應區202與第二反應區206。接著，進行步驟S104a，以方波伏安法對第一電極204施加一組方波電壓V1與一組方波電壓V2，以分別得到與血球容積比相關的第一回饋值與第二回饋值。具體而言，第一工作電極204a可分別接受方波電壓V1與方波電壓V2，而使全血樣品在第一反應區202中進行電性反應，以得到有關於血球容積比的第一回饋值與第二回饋值。此外，方波電壓V2相似於方波電壓V1，兩者之間的差異僅為施加的時間點不同。特別來說，施加方波電壓V1的起始時間T1早於施加方波電壓V2的起始時間T2。在一些實施例中，方波電壓V1的起始時間T1與方波電壓V2的起始時間T2之間的間隔可為0.1秒至200秒。在另一些實施例中，方波電壓V1的起始時間T1與方波電壓V2的起始時間T2之間的間隔可為0.1秒至3秒。

進行步驟S108，對第二電極208施加電壓V3，以得到第三回饋值而推算全血樣品中的目標分析物的濃度。在一些實施例中，可在方波電壓V1施加完後或施加前對第二電極208施加電壓V3。在其他實施例中，也可在方波電壓V1施加完過一段時間後或立即對第二電極208施加電壓V3。在另一實施例中，也可在方波電壓V2施加後，再對第二電極208施加電壓V3。特別留意的是，施加電壓V3可獨立於任一時間下進行，本發明並不以此為限。對第二電極208施加電壓V3的方法可包括安培法(amperometry)、庫倫法(coulometry)、電位法(potentiometry)、伏安法(voltammetry)、電阻抗法(impedance)或其組合，本發明並不以此為限。在一些實施例中，目標分析物包括血糖、糖化血色素(HbA1c)、血乳酸、膽固醇、尿酸、三酸甘油酯、凝血因子或抗凝因子。

以第三回饋值推算全血樣品中的目標方析物的濃度的方法包括先依據第一回饋值及第二回饋值中的至少一者推算出全血樣品中的血球容積比(如圖1A的步驟S106)。在一些實施例中，可選擇第一回饋值、第二回饋值或兩者平均值來推算出全血樣品中的血球容積比。接著，根據計算出的血球容積比與第三回饋值計算出目標分析物的濃度。對不同血球容積比的全血樣品進行檢測，可歸納出目標分析物的濃度對於第三回饋值具有不同的線性關係式。上述的線性關係式之間的斜率關係與常數項關係可依據計算出的血球容積比進行校正，而可得到目標分析物的濃度對於第三回饋值的一通式。據此，可將第三回饋值代入此通式而得到目標分析物的濃度。

接著，進行步驟S110，判斷第一回饋值與第二回饋值的比值是否在預設範圍之間。在一些實施例中，預設範圍可為0.85至1.18。若第一回饋值與第二回饋值的比值在預設範圍之間，則進行步驟S112，採用目標分析物的推算出的濃度。反之，若第一回饋值與第二回饋值的比值小於或大於預設範圍，則進行步驟S114，提供檢測異常的訊息。換言之，若第一回饋值與第二回饋值的比值在預設範圍之間才採用目標分析物的推算出的濃度，反之則不採用。如此一來，可排除外在因素對檢測目標分析物濃度的干擾，降低誤判風險。一般而言，上述的外在因素可包括環境中的溫濕度的變化，或檢測試片200中的製作缺陷。

基於上述，本實施例的血球容積比的量測方法利用全血樣品在第一反應區202停留一間隔時間後以方波伏安法對第一電極204施加方波電壓V1。如此一來，可破壞全血樣品與第一電極204之間(及全血樣品與第二電極208之間)的水膜及微氣泡。因此，可避免環境中的濕氣及微氣泡對量測血球容積比的結果造成影響，同時方波伏安法也不易受目標分析物濃度影響，故可得到較精確的血球容積比。另一方面，本實施例的血液檢測方法包括由上述得到的血球容積比以及對第二電極208施加電壓V3得到的第三回饋值推算出全血樣品中目標分析物的濃度。此外，藉由判斷第一回饋值和第二回饋值的比值是否落於特定範圍內而決定是否採用由此第三回饋值推算出的目標分析物的濃度，可排除外在因素對檢測目標分析物的濃度造成的干擾。

圖5A與圖5B分別是依照本發明另一實施例的血球容積比的量測方法的流程圖與血液檢測方法的流程圖。圖6是依照圖5A與圖5B所示的實施例對全血樣品進行血球容積比與目標分析物濃度檢測的順序的示意圖。

請參照圖5A與圖6，本發明另一實施例的血球容積比的量測方法相似於圖1A所示的血球容積比的量測方法。以下僅針對兩者的差異處進行說明，相同或相似處則不再贅述。

請參照圖2、圖5A與圖6，在進行步驟S100與步驟S102之後，進行步驟S504，以方波伏安法對第一電極204連續施加多組方波電壓(如圖6所示的多組方波電壓VS)。相鄰的兩組方波電壓VS的間隔為0.1秒至4秒。每一組方波電壓VS可等同於圖3所示的方波電壓V1，其彼此之間的差異僅在於施加的時間點不同。如此一來，第一工作電極204a可接收連續的多組方波電壓VS而使全血樣品在第一反應區202中進行電性反應，以得到有關於血球容積比的多個回饋值。

在一些實施例中，全血樣品進入第一反應區202(或進入第一反應區202與第二反應區206)的起始時間點T0等於對第一電極204施加第1組方波電壓VS的起始時間點TS1。舉例而言，起始時間點T0為全血樣品的量在第一反應區202(或第一反應區202與第二反應區206)上達到一門檻值的時間點。所屬領域中具有通常知識者可依據檢測需求而調整此門檻值，本發明並不以此為限。換言之，在上述的實施例中，當全血樣品進入第一反應區202(或第一反應區202與第二反應區206)時，即開始對第一電極204施加第一組方波電壓VS。在其他實施例中，亦可在全血樣品填滿第一反應區202(或進入第一反應區202與第二反應區206)之後，再對第一電極204施加第1組方波電壓VS。換言之，起始時間點TS1亦可在起始時間點T0之後。所屬領域中具有通常知識者可依據檢測需求而調整起始時間點TS1與起始時間點T0的先後順序，本發明並不以此為限。

進行步驟S506，取得第n組方波電壓VS的回饋值，以推算出全血樣品的血球容積比。n為大於1的正整數。在一些實施例中，取得第n組方波電壓VS的回饋值包含第1組以後的任一組方波電壓VS的回饋值、或者是取第1組以後多組方波電壓VS的平均回饋值。取第1組以後的方波電壓VS的回饋值的原因可包括第1組方波電壓VS的回饋值較容易受到外在環境的影響。換言之，第1組以後的方波電壓VS的回饋值可趨於穩定，而可據此推算出較精確的血球容積比。在一些實施例中，n為大於或等於3的正整數。所屬領域中具有通常知識者可依據量測情況選擇第1組以後的方波電壓VS中任一組回饋或其多組平均回饋值來推算血球容積比，本發明並不以此為限。此外，以第n組方波電壓VS的回饋值推算血球容積比的方法可參照圖1A的步驟S106的相關說明。

相似於圖1A所示的血球容積比的量測方法，本實施例的血球容積比的量測方法藉由多次施加方波電壓VS，亦可破壞全血樣品與第一電極204之間(及全血樣品與第二電極208之間)的水膜及微氣泡。因此，可避免環境中的濕氣及微氣泡對血球容積比的量測結果造成影響。

請參照圖5B與圖6，本實施例的血液檢測方法相似於圖 1B所示的血液檢測方法，且包括圖5A所示的血球容積比的量測方法。以簡潔起見，對於相同或相似處不再贅述。

進行步驟S100a與步驟S102a之後，進行步驟S504a，以方波伏安法對第一電極204連續施加多組方波電壓VS。兩組方波電壓的間隔為0.1秒至4秒。每一組方波電壓VS可等同於圖3所示的方波電壓V1，其彼此之間的差異僅在於施加的時間點不同。如此一來，第一工作電極204a可接收連續的多組方波電壓VS而使全血樣品在第一反應區202中進行電性反應，以得到有關於血球容積比的多個回饋值。

進行步驟S508，對第二電極208施加電壓V3’，以推算全血樣品中的目標分析物的濃度。在一些實施例中，第1組方波電壓VS的起始時間點TS1可在電壓V3’的起始時間點T3之前。第1組方波電壓VS的起始時間點TS1可等同於全血樣品進入第一反應區202的起始時間點T0，或可在起始時間點T0之後。再者，電壓V3’的起始時間點T3可在第n組方波電壓VS以後。n為大於1的正整數。在一些實施例中，n為大於或等於3的正整數。在其他實施例中，第1組方波電壓VS的起始時間點TS1可在電壓V3’的起始時間點T3之後，或可等於電壓V3’的起始時間點T3，本發明並不以此為限。

在步驟S508中，推算全血樣品中的目標分析物的濃度的方法可包括先依據第1組以後的任一組方波電壓VS的回饋值或其多組方波電壓VS的平均回饋值計算全血樣品中的血球容積比。接著，以類似於圖1B所示的步驟S108的方法得到目標分析物的濃度對電壓V3’的回饋值的通式。據此，可將電壓V3’的回饋值代入上述通式而得到目標分析物的濃度。

進行步驟S510，判斷第1組以後的方波電壓的任意兩個回饋值的比值是否在預設範圍之間。在一些實施例中，預設範圍為0.85至1.18。

若第1組以後的方波電壓的任意兩個回饋值的比值在預設範圍之間，則進行步驟S512，採用目標分析物的推算出的濃度。反之，若第1組以後的方波電壓的任意兩個回饋值的比值不在預設範圍之間，而是小於或大於預設範圍，則進行步驟S514，提供檢測異常的訊息。

相似於圖1B所示的血液檢測方法，本實施例的血液檢測方法亦可藉由步驟S510、步驟S512以及步驟S514排除外在因素對檢測目標分析物濃度的干擾。

接下來，將以實驗例與比較例來說明本發明實施例的效果。

<實驗例1>

對於具有不同的血球容積比與不同的血糖含量的全血樣品依序進行如圖1A所示的步驟S100、步驟S102與步驟S104。請參照圖2至圖4，實驗例1的方波電壓V1的初始電壓Einit為0V，固定電壓振幅Amp為0.01V，增幅電壓Eincr為0.01V，且頻率F為300Hz。此外，全血樣品進入檢測試片200的第一反應區202 的起始時間T0與施加一組方波電壓V1於第一電極204的起始時間T1之間的間隔為0.5秒。

<比較例1>

比較例1以差分脈衝伏安法(differential pulse voltammetry)對上述具有不同的血球容積比與不同的血糖含量的全血樣品施加電壓而得到回饋值。比較例1的差分脈衝伏安法的初始電壓為0V，固定電壓振幅為0.05V，增幅電壓為0.045V，且間隔時間(interval time)為0.02秒。此外，全血樣品進入檢測試片200的第一反應區202的起始時間與以差分脈衝伏安法施加電壓於第一電極204的起始時間之間的間隔為0.5秒。

<實驗例1與比較例1的比較>

下表1整理實驗例1的結果，且下表2整理比較例1的結果。

表2

由上表1與表2可知，在使用差分脈衝伏安法的比較例1中，同樣血糖濃度樣本所得到的電流回饋值的確可以區分出樣本中的血球容積比的不同，但在同一血球容積比不同血糖含量之樣本中，使用差分脈衝伏安法得到的電流回饋值卻會與樣品中的血糖含量呈明顯之正相關的關係，而此一與血糖含量成正相關之關係在方波伏安法的實驗例1中較不明顯。由此可知，相較於差分脈衝法，方波伏安法對於全血樣品中的血糖含量較不敏感，故量測樣本中的血球容積比時，較不受血糖濃度引起之電流變化干擾，可更精確地量測全血樣品的血球容積比。

<實驗例2>

對於已知具有不同血球容積比的全血樣品A至全血樣品E分別進行如圖1A所示的步驟S100、步驟S102以及步驟S104。全血樣品A的已知血球容積比為20%，全血樣品B的已知血球容積比為31%，全血樣品C的已知血球容積比為40%，全血樣品D的已知血球容積比為51%且全血樣品E的已知血球容積比為60%。請參照圖2至圖4，實驗例2的方波電壓V1的初始電壓Einit為0.15V，固定電壓振幅Amp為0.17V，增幅電壓Eincr為0.04V，且頻率F為750Hz。此外，全血樣品進入檢測試片200的第一反應區202的起始時間T0與施加一組方波電壓V1於第一電極204的起始時間T1之間的間隔為5秒。

<比較例2>

比較例2與實驗例2相似，兩者的差異僅在於比較例的起始時間T0等於起始時間T1，亦即起始時間T0與起始時間T1之間不具有間隔。如此一來，當全血樣品進入檢測試片200的第一反應區202時，立即對第一電極204施加方波電壓V1。

<實驗例2與比較例2的比較>

下表3整理實驗例2與比較例2的結果。

一般而言，方波電壓的回饋值與全血樣品的血球容積比呈負相關的關係。由上表3可知，實驗例2的結果可符合上述負相關的關係。相較而言，無法由比較例2的結果觀察出上述負相關的關係。由此可知，使全血樣品在第一反應區202停留一間隔時間後再對第一電極204以方波伏安法施加一組方波電壓V1，可提高量測血球容積比及/或進行血液檢測的準確度。

<實驗例3>

在實驗例3中，於不同濕度環境下依序進行如圖5A所示的步驟S100、步驟S102與步驟S504。在實驗例3中，以方波伏安法對第一電極連續施加多組方波電壓VS，相鄰兩組方波電壓VS的間隔為1秒。接著，以第3組的方波電壓VS的回饋值推算全血樣品的血球容積比。在進行上述步驟之前，先將對檢測試片200的第一電極204施加電壓的機台置於濕度分別為31%、60%以及90%的環境並平衡30分鐘。隨即，對於具有不同血球容積比的全血樣品(血球容積比分別為20%、31%、40%、50%以及59%)進行上述的步驟S100、步驟S102以及步驟S504。在步驟S504中，方波電壓VS的初始電壓E_init為0.1V，且目標電壓E_final為0.4V。

圖7是依照本發明實驗例3在不同濕度下方波電壓的回饋值對血球容積比的作圖。

圖7的縱座標為方波電壓VS的回饋值，且橫座標為血球容積比。此外，方形資料點代表對於相對濕度60%的方波電壓VS的第3個回饋值、圓形資料點代表對於相對濕度31%的方波電壓VS的第3個回饋值且三角形資料點代表對於相對濕度90%的方波電壓VS的第3個回饋值。

<比較例3>比較例3與上述實驗例3相似，惟比較例3係取第1組的方波電壓VS的回饋值推算全血樣品的血球容積比。

圖8是依照比較例3在不同濕度下方波電壓的回饋值對血球容積比的作圖。

圖8的縱座標為方波電壓VS的回饋值，且橫座標為血球容積比。此外，方形資料點代表對於相對濕度90%的方波電壓VS的第1個回饋值、圓形資料點代表對於相對濕度60%的方波電壓VS的第1個回饋值且三角形資料點代表對於相對濕度31%的方波電壓VS的第1個回饋值。

<實驗例3與比較例3的比較>

下表4整理圖7所示的實驗例3的數據，且下表5整理圖8所示的比較例3的數據。

由表4與表5可知，實驗例3與比較例3的的回饋值大致上均是與全血樣品中的血球容積比呈現負相關的關係。以相同的血球容積比而言，實驗例3對於不同相對濕度的回饋值相當一致。以血球容積比21%的樣品作為範例，實驗例3的對於相對濕度31%、60%與90%的回饋值的最大差異僅為29.5。相較之下，以相同的血球容積比而言，比較例3對於不同相對濕度的回饋值則變異較大。以血球容積比21%的樣品作為範例，比較例3的對於相對濕度31%、60%與90%的回饋值的最大差異為173.8。因此，由上述的實驗例3與比較例3可知，本發明實施例藉由方波伏安法對全血樣品進行施加電壓檢測，且取第1組以後的回饋值來推算血球容積比，可避免環境中的濕氣對其結果造成的影響。

綜上所述，本發明實施例的血球容積比的量測方法藉由全血樣品在第一反應區停留一間隔時間後再以方波伏安法對檢測試片的第一電極施加方波電壓、或者是以方波伏安法對第一電極連續施加多組方波電壓，都可有效破壞全血樣品與電極之間的水膜與微氣泡。如此一來，可降低環境中的濕氣及微氣泡對血球容積比的量測造成的影響，故可量測到較精確的血球容積比。此外，本發明採用方波伏安法進行血球容積比的量測時，較不易受到目標分析物濃度的影響。

本發明實施例的血液檢測方法根據上述量測到的血球容積比以及對第二電極施加電壓得到的另一回饋值推算出全血樣品中目標分析物的濃度。在一些實施例中，藉由判斷取得兩組方波電壓的回饋值的比值是否落於特定範圍內，而決定是否採用由此回饋值推算出的目標分析物的濃度。在連續施加多組方波電壓的實施例中，藉由判斷取得第1組以後的方波電壓的任意兩個回饋值的比值是否落於特定範圍內，而決定是否採用此回饋值推算出的目標分析物的濃度。如此一來，本發明實施例的血液檢測方法可排除外在因素對檢測目標分析物的濃度造成的干擾。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種血球容積比的量測方法，包括：提供檢測試片，其中所述檢測試片包括反應區以及設置於所述反應區的一對電極；使全血樣品進入所述反應區；在所述全血樣品進入所述反應區之後，以方波伏安法對所述一對電極施加一組方波電壓，以得到與血球容積比相關的回饋值，其中所述全血樣品進入所述反應區的起始時間點與施加所述一組方波電壓的起始時間點相差0.1秒至200秒；以及依據所述回饋值推算出血球容積比，其中所述推算血球容積比的方法包括：藉由使用已知血球容積比的標準全血樣品得到回饋值對於血球容積比的通式；以及以所述全血樣品的所述回饋值代入所述通式的回饋值，以得到對應的血球容積比的值。
如申請專利範圍第1項所述的血球容積比的量測方法，其中所述一對電極包括工作電極與參考電極，所述工作電極與所述參考電極的間距範圍為0.01mm至5mm，及/或所述工作電極的面積對於所述參考電極的面積的比值範圍為1至1.5。
如申請專利範圍第1項所述的血球容積比的量測方法，其中所述一組方波電壓的頻率範圍為100Hz至4000Hz、所述一組方波電壓的振幅大於或等於0.01V、及/或所述一組方波電壓中的電壓增幅範圍為0.01V至0.4V。
如申請專利範圍第1項所述的血球容積比的量測方法，其中所述一組方波電壓的電壓掃描範圍為0V至0.8V，及/或所述一組方波電壓的施加時間範圍為0.01秒至4秒。
一種血球容積比的量測方法，包括：提供檢測試片，其中所述檢測試片包括反應區以及設置於所述反應區的一對電極；使全血樣品進入所述反應區；以方波伏安法對所述一對電極連續施加多組方波電壓，以得到與血球容積比相關的多個回饋值，其中相鄰兩組方波電壓的間隔為0.1秒至4秒；取得第n組方波電壓的回饋值，以推算出所述全血樣品的血球容積比，其中n為大於1的正整數。