用于检测和定量流体中氨和铵的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月12日提交的美国临时申请系列第62/617,053号的权益。该在先申请的公开内容视为本申请公开的一部分(且通过引用纳入本文)。

发明领域

本发明涉及检测和定量“总氨”(本文中指氨(NH

背景

医院获得的急性肾损伤(AKI)是一种显著的医护问题，其影响达30％的儿童和20％成年住院病人。AKI关系到提高的死亡率，并可导致慢性肾病(CKD)，其进一步涉及将来的住院治疗，心血管事件以及缩短的预期寿命。

在许多情况下，很难迅速诊断医院获得的AKI(即在几分钟或几小时内)，因为AKI的症状和迹象通常在开始时并不明显。因此，AKI的识别不足或延迟阻碍了AKI的医护。另外，AKI的“诊断标志”(即升高的血清肌酸浓度，尿排出速率下降)事实上并不是早期肾组织窘迫(新生AKI)的良好标志物，因为它们并不一定能迅速改变，可能会落后于新生 AKI很久(数小时或数天)。而且血清肌酸或尿排出的改变并不是AKI特异性的。实际上，在许多常见的临床情况中(例如减少经口摄液量，胃肠液损失，透皮液体损失等)血清肌酸水平也可能升高，而尿排出速率也可能下降，其中肾组织的透血量(“有效循环体积”)充分下降。对有效循环量减少的适应性反应包括下降的肾小球滤过率(导致肌酸清除减少和血清肌酸上升)和肾的收集性肾小管中，响应制尿激素循环水平提高而提高的肾脏水回收率 (导致更浓缩的尿和减少尿排出)。施用某些药物也可能显著影响血清肌酸水平，而不一定实际存在肾组织损伤。这些药物包括西咪替丁、甲氧苄啶、乙胺嘧啶、唾液酸盐、苯乙酰脲、皮质类固醇和一些维生素D衍生物等。血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素II受体阻遏剂以及利尿剂的使用也会影响肌酸清除(从而影响血清肌酸水平)，而并不导致 AKI。因此，改进诊断过程以识别住院病人中的新生AKI是一项仍未满足的临床需求。

对于发现和验证新AKI检测法有强烈的兴趣。常规AKI检测法可包括系列测试滞后的血液标志物(即肌酸)和监测尿流动速率(即每小时排尿体积)。对病人进行系列采血来监测血清肌酸的改变本身有问题，因为每个采取的样本都必定涉及身体组织的去除。除了其具有延迟性并且对AKI缺乏特异性外，由于AKI导致的血清肌酸水平代表组织损伤和整体器官失调，而不是早期的肾组织压力。新的AKI的尿生物标志物(包括嗜中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)，鸟损伤分子-1(KIM-1),胰岛素样生长因子结合蛋白7 (IGFBP7),和金属蛋白酶2的组织抑制物(TIMP2))与AKI相关(如用传统标志物测定的)，且比血清肌酸能更快改变，但也有与肌酸一样相对延迟的限制(即它们在肾脏损伤发生后数小时才改变)。另外，新尿AKI生物标志物在预测和/或诊断具有某些健康状况，包括慢性肾病(CKD)和脓毒症的患者中表现更差。进一步考虑区分AKI的特异性时期是否能通过迅速采取行动提高有效循环体积得到治疗在许多情况下是至关重要的,每一种和所有标准和新的AKI实验测试的先天缺陷也助长了医护环境中其整体使用的限制。因此，需要能在严重肾组织损伤(AKI)前迅速检测有风险的肾组织，肾组织压力和/或新生AKI的 AKI检测系统和方法。

对此，可用尿“总氨”(氨(NH

因此，需要能连续自动化监测液体中(包括从身体排出的，例如尿液)总氨(氨(NH

氨(NH

显色传感器用于测量废水和血液中的氨(NH

例如，ROCHE COBAS

在另一个例子中，手持便携装置可检测血液中的铵(NH

在样品中检测铵(NH

此外，基于安培或显色传感器的商用技术的水质量监测应用中铵(NH

铵(NH

人体内检测铵(NH

另外，由于生物样品的复杂性，仅有数种方法被美国食品药物监督局(FDA)批准用于临床研究。对于血液和尿液中的铵(NH

氨气(NH

气相色谱质谱(GC-MS)和选择性离子流管-质谱(SIFT-MS)可能对于氨(NH

基于纳米材料的化敏电阻器和电化学传感器在良好确定的近理想实验室条件下显示匹配临床相关氨(NH

另外，常规氨(NH

最后，虽然尿试剂蘸棒广泛用于测定10种不同的尿参数(包括pH、比重、淋巴细胞酯酶、亚硝酸盐、尿胆素原、蛋白质、血红蛋白、葡萄糖、酮、胆红素)，这些尿蘸棒的市售电子读数仪并不包括测量氨(NH

另外，由于生物溶液中的氨(NH

因此，需要系统和方法来实现连续自动化监测体液中氨(NH

发明内容

本公开描述了涉及检测液体中总氨(氨(NH

在一些实施方式中，本文所述的系统和方法可将铵(NH

在一些实施方式中，系统包括分析仪装置。分析仪可以与体液样品流体连通。分析仪装置可包括智能控制的样品调理和传递装置，提取膜(几乎将所有液体样品的铵(NH

在一些实施方式中，样品调理和传递系统可包括信号饱和和漂移防控机制，其包括微控制致动阀系统。微控制致动阀系统可控制与分析仪装置接触的体液体积。微控制致动阀系统可具有配置为控制体液、头部空间气体和来自零位调整通道的气体传递的阀。样品调理和传递系统可至少由两个入口形成：与体液接触的采样通道和与零点调整材料接触的清除通道，其使系统记录基线。基线对于校正传感器信号是必要的。提取膜可位于与体液流体连通的区域和传感室之间，可配置成1)将至少一部分体液中所含的铵(NH

在一些实施方式中，方法可在分析仪装置接受体液样品；通过位于与体液样品流体连通的区域和传感室之间的提取膜将体液样品中包含的至少一部分铵(NH

在一些实施方式中，测定肾功能的方法包括在第一分析仪装置上检测个体样品内总氨(氨(NH

在一些实施方式中，非侵入装置可半连续检测液体中总氨(氨(NH3)和铵(NH4+))的浓度。非侵入装置可微型化，便于放置，并能自动传递数据以提供接近实时和/或半连续分析。在一些实施方式中，装置可用于在住院病人中使用留置导尿管自动化监测和迅速检测急性肾损伤(AKI)。另外，装置可用于检测肾氨生成和/或尿总氨(氨(NH

附图简要说明

图1显示了分析仪的设计图，其根据本公开内容测定流体的总氨。

图2显示了本公开内容一个方面的氨传感室的例子的示意图。

图3显示根据本发明的公开内容一个方面用于来自体液的氨(NH

图4显示了根据本公开一个方面的吸光度改变的图。

图5显示了图片，其中氨的传感器中吸光度改变(A图)，氨传感器的装配图(B图)，接触氨前吸光度的改变图(C图)，和根据本公开内容一个方面的传感器装配图(即杂合传感器)(D图)。

图6显示了本公开一个方面的氨传感器的特异性(图A)、准确性(图B)、可逆性和时间响应(图6)，和传感器寿命和稳定性(图D)。

图7显示了根据本公开的一个方面的氨传感器图片和示意图。

图8显示了用本公开的一个方面的氨传感器(即杂交传感器)和参照方法：离子选择电极进行的分析图。

图9显示了接触氨后来自氨传感器的图。该图显示了与本公开的一个方面相关的光电二极管信号，作为传感光电二极管和参比光电二极管操作。

图10显示了与本科的传感器基材相关的实验数据图。

图11显示了本公开一个方面的总氨(氨(NH

图12显示了与本公开一个方面相关的氨传感器信号图。

图13显示了本公开一个方面的氨传感器的校准图。

图14显示了本公开一个方面的总氨分析仪装置(CODA)评估的实验数据图，显示选择性和对连续样品分析的响应。

图15显示了本公开一个方面的总氨分析仪装置(CODA)评估的实验数据图，显示总氨(作为氨(NH

图16显示了本公开一个方面的实验数据的图，显示了氨传感器的稳定性。

图17显示了本公开一个方面的实验数据图，显示分析仪(CODA)的真实体液分析和参比方法(离子选择电极(ISE))。

图18显示了根据本公开的一个方面，尿片中的传感器制备，在所制备的尿片插入物中检测尿氨。

图19显示连续监测生物样品中的氨的示例CODA的组件。

图20a–20o显示了化学提取膜的一个例子和不同变量(例如孔隙率、边界条件，样品中的初始NH

图21a和21b是第一轮(图21a)和第20轮(图21b)后化学提取膜中截面浓度的模型结果。

图22a和22b显示了提取膜和整体传感器对于复杂体液的分析性能。

图23显示了在氨基酸干扰情况下参照酶法对三种样品测量的氨结果。

图24证实了可定量一般传感器灵敏度能够实现定量氨的无校准策略。

图25显示了从37.6mM到3.6mM NH

具体实施方式

本文所述系统和方法的一些实施方式包括无线、固态和便携的连续总氨(氨(NH

如上所述，尿总氨(氨(NH

如下文将要讨论的，本文所述的系统和方法可包括分析仪装置。分析仪装置在本文中又称“比色光电动态分析仪”(或简称“CODA”)，可使用非常少量的尿或体液提供实时或连续尿总氨(氨(NH

现在参考图1,提供了检测生物液(例如尿等)中的总氨(氨(NH

在一些实施方式中，提取膜104可位于与体液流体连通的区域和传感室(包含氨(NH

在一些实施方式中，氨(NH

如下进一步详述，氨(NH

氨(NH

在一些实施方式中，用户界面102可存在于计算装置上。计算装置可载于检测系统，或在外部装置内。机载计算装置可配有显示器。在外部装置中，用户界面102可包括一个或多个软件应用，其可从分析仪装置100获得数据，并产生一个或多个报告显示在用户界面102的图形用户界面上。产生的报告可要求一个或多个分析计算对分析仪装置100获得的数据的表现。计算装置可以是便携装置，例如平板电脑(如苹果iPad,三星Galaxy平板等),智能手机(例如苹果iPhone,黑莓手机，安卓手机等),智能手表(例如苹果手表等),个人数据助手(PDA),个人电脑装置(PCs；通过网络浏览器和可安装的软件)，和/或其它类似装置。计算装置可与分析仪装置导线连接或通过网络，例如局域网(LAN)、万维网(WAN)、数字用户线路(DSL)，无线网络(例如3G或4G网络)或其它等价手段通信连接。图1显示了

计算装置可包括处理装置、内存、数据储存装置和通信界面。组件可彼此通过数据和控制总线通信。处理装置可包括(但不限于)微处理器，中央处理单元，专用集成电路(ASIC),现场可编程门阵列(FPGA),数字信号处理器(DSP)和/或网络处理器。处理装置可配置成执行处理逻辑以进行本文所述的操作。一般处理装置可包括任何适合特定目的的处理装置，其用处理逻辑特别编程，以执行本文所述的操作。

存储器可包括例如(但不限于)至少以下之一：只读存储器(ROM),随机存储器(RAM)、闪存、动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM),用于储存处理装置可执行的计算机可读指令。一般存储器可包括任何合适的非瞬态计算机可读储存介质，储存处理装置可执行的计算机可读指令，以进行本文所述的操作。在一些实施例中，计算机装置可包括两个或多个存储器装置(例如动态存储器和静态存储器)。

计算装置可包括通信界面装置，用于与其它计算机直接通信(包括有线和/或无线通信)，和/或与网络通信。在一些实施例中，通信装置可包括显示器装置(例如液晶显示器(LCD)、触敏显示器等)。在一些实施例中，计算装置可包括用户界面(例如字母数字输入装置，光标控制装置等)。

在一些例子中，计算机装置可包括数据存储装置，其储存用于进行本文所述的任一或数种功能的指令(例如软件)。数据储藏装置可包括任何合适非瞬态计算机可读存储介质，包括但不限于固态存储器，光介质和磁性介质。

如图1，分析仪装置100可具有不同配置。例如图1C中，描绘了分析仪装置100的管式版本。在分析仪装置100的管式版本中，无线柔性印刷电路板116配置成具有柔性电池118和位于无线柔性印刷电路板116下方的柔性显示器。配置分析仪装置100的管型版本，使得提取膜与尿在管中液体接触。在图1C中，分析仪装置100与导尿管或收集袋中的病人尿液串联。

在一些实施方式中，为了缓解分析仪装置的污染，传感器表面可位于与尿液流动平行的方向，以避免尿固体的沉积(见图1C)。

在一些实施方式中，包括亲水修饰连接器壁以增强连接器和膜的润湿，以缓解由于分析仪插入导尿管而使样品堵塞膜。另外，本文所述的系统的一个实施方式可使用来自Jaco

另外，如图1D所示，分析仪装置100的粘性形式可用于将装置100与尿片或皮肤粘合，使得提取膜104与尿液或汗液接触。

在一些实施方式中，分析仪装置100可对范围为2ppm到1000ppm的氨(NH

在一些实施方式中，分析仪装置100可以特别适用于医院或救护车环境。如上文和图1所讨论的，分析仪装置100可包壳可置换外壳，其包含组合的提取膜/传感器和用于检测氨(NH

在一些实施方式中，体液样品(例如尿液或汗液)可转移到提取膜/传感器匣(可替换匣) 上，以提取氨(NH

例如，用户界面102可显示尿液总氨(氨(NH

如上所述，组合提取膜/传感器基于测量氨(NH

我们现在参考图2，其显示了根据本公开的一个方面的氨(NH

我们现在参考图3，其显示了根据本公开的一个方面的液体总氨(氨(NH

现在参考图4，其显示了根据本公开一个方面的吸光度改变。显示了接触氨(NH

我们现在参考图5，其显示了根据本公开的一个方面的液体总氨(氨(NH

如图5A和C所示，氨(NH

在图5D中，用其主要组件描述了结构化的传感器。主要组件包括间隔顶部的层压膜，层压膜和间隔位于传感器顶部。另外，提取膜可以与传感器或传感室物理分离。另外，组件可以有进料分配器，其与生物液(即尿液、汗液)直接接触。图示部件可用掩膜层通过图5B所示的层压过程整合入传感器匣。层压元件可形成单一组件，其装配入具有光电元件的传感室，如图5D和图1A所示。可电捕获光电元件产生的信号，并用校准数据处理。然后可将数据有线或无线传递给用户界面102。然后可随时间图像显示数据，显示体液总氨(氨(NH

设计具有整合柔性电子器件的匣，以适应管型系统或粘性条，其可以由用户“即插即用”，如图1C和1D中所示的两种分析仪装置构型所示。在一些实施方式中，可将LED 和PD置于柔性印刷电路板(PCB)上，尽可能靠近传感器匣以估计聚焦光学器材的需求，从而减少尺寸和成本(见图5A和D)。

LED和PD可用于反射模式。为了消除传感器漂移信号，可使用两个LED。分析仪装置100可形成一体化单元，其适合形成管线或粘性条。在两种可穿戴分析仪形式中(见图1C和D)，在柔性PCB中装有电子元件(包括光电元件)、微控制器、来自小薄膜柔性电池(例如BlueSpark Technologies Inc.)的电源、小型显示器、电源开关和低能量

在一些实施方式中，为了消除氨(NH

另外，还如图5D所示，为了消除LED灯强度的波动，在一些实施方式中使用单一LED对传感和参比区域照明。传感探针的吸光读数可如下计算：吸光度＝-log(传感区域读数/参比区域读数)。

现在参考图6，显示了特异性分析(A)、氨(NH

如图6A所示，传感器可配置成对氨(NH

另外，如图6B所示，提取膜和氨(NH

图6C显示了传感器的可逆性和时间响应。描述了传感器区域对循环接触高ppm和低ppm的氨(NH

图6D显示了接触氨(NH

在一些实施方式中，如图7所示，分析仪装置可进一步包括温度传感器120。所示分析仪装置配置成与皮肤接触，以测定汗液中的总氨(氨(NH

在一些实施方式中，分析仪装置可包括一个或多个传感器，用于以下之一：液体pH, 液体密度，液体比重，液体渗透压，液体温度，氧(O

在一些实施方式中，分析仪装置100还可包括一种或多种信号处理算法，配置成处理来自传感器的原始数据并对于传感器内的任何记忆效应校准。在一些实施方式中，当进料溶液的浓度迅速改变时，信号处理算法可用于任何传感器内的记忆效应。

生物样品中总氨(氨(NH

在一些实施方式中，本文所述的系统和方法可改善经历急性肾损伤(AKI)事件的住院病人的健康结果和减少其相关医护费用。在具有留置导尿管的住院病人中，本文所述的系统和方法可连续监测AKI和在如果和当发生可疑的AKI事件时自动对医疗队成员发送信号。先前研究已显示当更迅速发现AKI事件时，可改善病人的结果。

在一些实施方式中，本文所述的系统和方法可辅助临床研究人员在人中测试新的AKI治疗法。缺乏迅速诊断AKI(在受控的实验室背景下的动物模型外)的能力严重阻碍了大部分(如不是全部)过去在人对象中对于AKI治疗研究的常识，并在临床上严重阻碍了 AKI护理。这至少部分由于在人研究群体中测试的新疗法往往超出了理想治疗窗口，在报道的研究中一些是在已知AKI事件发生数日后采取的。感兴趣的是，许多新的治疗在 AKI的时间精确已知，药物在AKI事件发生后迅速施用(即90分钟内)的动物实验中显示高度希望。在临床上，不了解AKI的时间是由于：1)往往不存在症状和迹象，2)目前标志物大大延迟(即数小时或数日)，和3)还未开发鉴定急性肾压力和/或新生AKI的最早时刻的检测系统。使用合适的测试，在动物AKI模型中已显示显著希望的新治疗法之一将在容易预期的未来临床实践中找到一席之地，其中人AKI可迅速检测，例如使用本文所述的系统和方法。

本文所述的用于检测液体中总氨(氨(NH

在一些实施方式中，本文所述的系统和方法可包括“即插即用”的可逆连续使用和迅速响应组件传感器匣，具有提取膜和比色传感器的特定组合。

在一些实施方式中，本文所述的系统和方法还可用于基于特定光电系统的信号处理系统，其具有两种波长和内建机制以抵抗漂移(内建传感和参比区域，以及温度传感器)。

此外，本文所述的系统和方法可适用于工业应用，例如在废水，如地下水排放，再生水、工业废水、卫生废水和油和气井产生的水中总氨(氨(NH

实施例

给出以下实施例以说明本公开的示范性实施方式。然而应该理解的是本公开不局限于这些实施例中所述具体病症或细节。

测试根据本文所述系统和方法建立的分析仪装置对真实人尿样品的响应，并与离子选择电极法比较。评估的尿样来自一餐(奶昔)摄取1g蛋白质/kg体重的对象。在用餐后，每隔一小时分析样品，进行数小时。离子选择法需要在分析每个样品前进行两点校准。对于分析仪装置，在整个实验分析中仅需一个组件传感器。参照方法和分析仪装置组件传感器都渲染结果，相关性接近1，如图8所示。该实施例说明使用单个传感器的分析仪装置对于人尿的真实样品能够与参比方法相似地表现，该实施例还重新确证了在一天之内重复使用数次传感器的成功表现。

在一个实施例中，本文所述的氨(NH

分析仪装置或比色光电动态分析仪(CODA)根据本文所述的系统和方法构建。分析仪装置包括水平流动通道，其通过传感室，后者在传感器顶部具有一盏红色LED和传感器下方的4个光电二极管(传感/参比对和传感/参比后备对)。将目标气体引入传感室，其中其与传感器接触，后者显示与目标气体中氨(NH

图9显示了实施例3的结果，特别是接触氨(NH

基于比尔定律计算吸光度，即取传感区域(S

用激光切割器(通用激光系统)将PTFE和PVDF传感器切成长方形，然后用FellowesJupiter125层压机层压。通过将测定的吸光度改变对样品已知浓度作图，对2-1000ppm浓度范围的氨(NH

为了确保传感和参比区域的PD读数之间没有干扰，进行交互作用(cross-talking)测试。在该测试中，用厚黑墨水遮蔽光线来单独遮蔽参比区域或传感区域。该测量进行30 秒，以检查是否响应对于被封闭的区域为0且不影响未封闭的传感区域。交互作用测试结果显示于表1和表2。

表1.PVDF传感器基材的交互作用测量表

表2.PTFE传感器基材的交互作用测量表

对于两种掩蔽基材，交互作用测试显示极小的信号改变(对于传感区域<0.1％，对于参比区域<15％),其在传感条件下无显著重要性，可通过在PD之间建立厚屏障或减少传感器与检测器之间的距离进一步改善。

用来自Ocean Optics的JAZ分光光度计(JS)进行不同传感器材料的灵敏度测试，以及接触氨(NH

将滤纸切成圆形以匹配JS传感室。整合有氨(NH

分配器将样品进料均匀分布。碱层将液体中的铵(NH

如上所述，溴酚蓝(BpB)用作氨(NH

用购自Calibration Technologies,Inc的100ppm和1000ppm校准氨(NH

加入0.3mL的10M NaOH至2.7mL尿样中预先调理尿的测试样品，以确保样品 pH大于12。预调理的尿样然后加到4L Tedlar

用氨(NH

基于在传感探针(BpB)上氨(NH

表3显示了嵌有BpB的不同传感基材的性质，图10总结了接触10ppm氨(NH

表3.不同基材对氨传感器的性质

*这些材料相对更加亲水。

图12比较了基于PTFE和PVDF支撑材料用于CODA的传感器吸光度响应。用每一种材料制备4个重复的传感器，置于CODA中。接着，传感器接触氨(NH

表4总结了传感器响应和净化后的传感器恢复百分数，其是恢复期吸光度改变对接触期吸光度改变的比例。传感器响应对于PVDF是0.64(a.u.)，标准偏差为0.02a.u.，对于PTFE是0.58a.u.，标准偏差为0.03a.u.，沿传感器基材的响应分散是5％或以下。重要的是，注意到即使PVDF与PTFE具有类似的可再现性，比较需要的氨(NH

表4.再现性和可逆性分析

如图13，对于PTFE传感器用CODA产生了两条校准曲线，使用5秒采样时间，氨(NH

在另一条底部校准曲线中，校准曲线分成两个符合线性回归的范围：2-150ppm和150-1000ppm。两个测量范围显示大于0.98的R

(Mod)0.00131C+0.01027，对于0ppm＜C≤150ppm (3)

(Mod)0.0007C+0.19445，对于150ppm≤C≤1000ppm (4)

在一组不同的设置中，还获得了接触氨(NH

表5.用1秒和5秒采样时间在基于PTFE传感器中进行的校准获得的氨(NH

为了确证传感器仅对氨(NH

健康成人每2-3小时可排尿(每天8-9次)。目前临床医学中定量尿中铵(NH4+)的方法包括要求病人收集24小时中全部排出的尿液。对于即时尿氨(NH

图15下图显示信号分析后和和使用校准公式连续测试的测定浓度。重要的是足以传感器需要5-7次接触的调理期。在该调理期后，浓度输出在整个多次接触氨(NH

为了测试PTFE传感器的稳定性，新鲜制备一组传感器，在合成后立即用于氨(NH

为了确证CODA的可行性及其在实际条件下的传感器用途，进行尿样分析，从校准批次的传感器记录测量值。用Thermo Fisher Scientific的离子选择电极(ISE)[氨高性能离子选择电极(no.9512HPBNWP)作为氨(NH

如图18，在一些实施方式中本文所述的传感器可用作尿片或可穿戴衣物的插入物。具有提取膜的传感器的使用可通过尿片或可穿戴衣物或装置插入物(例如手镯)或皮肤贴片或卡片(例如徽章)实现用于体外测试。在这些条件下，可用任何可检测颜色微小改变的方法，例如RGN去卷积软件来对在要作为氨(NH

图19显示了CODA装置的一个例子的元件。在一些实施方式中，本文所述的传感器可用于生物样品的连续氨监测，当插入装置时其能管理来自样品的液体和来自传感器内提取过程的气体，并用例如来自洗涤器的清洁空气来源再生传感器表面(传感器探针)。

如图20a-20o所示，可建立传感器提取膜的模型，来优化几何学、化学/物理设计和寿命。据此，可使用通过碱性物质化学转换NH

例如，图21a和21b显示了第一轮(图21a显示)和第20轮(图21b显示)后化学提取膜中截面浓度的模型结果。

另外，提取膜的其它设计方面也是重要的。其中之一是消除可能的氨渗漏。基于实践和模拟，多条窄液体通道和较低的液体/气体界面接触面积能使得膜的氨气渗漏最小化。另外，用螯合胺基的可能试剂额外修饰提取膜能够消除伯胺基团分子的非酶性降解，这可产生先前不存在于样品中的氨，因此是非生理学相关的。该修饰消除了高估氨(图22a)的问题，已知这是现有技术测试条件下的一个问题(图23)。事实上，所有上述因素的组合使得提取膜具有高特异性，如图22a和22b所示。

图20a-20o显示了不同变量的例子：孔隙率、边界条件，样品中的初始NH

图22a和22b显示了提取膜和整体传感器对于复杂体液的分析性能。在图22a中，用铜离子螯合材料处理液体；这些铜离子螯合(结合)氨基酸的胺基和其它分子中的伯胺残基，以避免其酶或非酶性降解(这些分子的降解导致虚假增高的氨水平)。图22b)显示传感器中的提取膜对于具有170uM氨(作为铵)的全血的总体选择性。图22b)显示了提取膜和传感器对其它学组分的最大已知浓度有可忽略的响应：5,000mg/dL白蛋白,3mg/dL抗坏血酸,5mg/dL肌酸,2656mg/dL葡萄糖,370mg/dL,(5mM)钾离子,228mg/dL(3.9mM) 钠离子,1,000mg/dL磷酸盐,107mg/dL脲，和6.8mg/dL尿酸。

图23显示了酶参照法(Roche

基于定量的通用传感器灵敏度可建立智能算法，用作避免传感器校准的手段(在传感器每次使用前或使用装置和传感器时)。可用物理/化学行为，例如对于不同传感器初始工作条件的传感器灵敏度，如分析物传感之前的最初信号(V)对智能算法进行反馈。图24证实了可定量一般传感器灵敏度能够实现定量氨的无校准策略。

图24显示从不同传感器的传感区域测定的最初信号与传感器对应的校准曲线在3.6mM到18.6mM的范围内的斜率相关。这两个变量之间的关系是线性的，回归系数为 R

图25显示了从37.6mM到3.6mM的NH

当根据一些实施方式讨论本公开内容时，应理解本公开不受限制。本文通过举例解释了实施方式，而在本公开内容范围内还有许多修改、变体和其它可使用的实施方式。