Sistema y procedimiento para medir analito en una muestra.

Un procedimiento de determinación de si una cámara de prueba (61) de una tira está o no suficientemente llena de una muestra,

comprendiendo el procedimiento:

aplicar un primer voltaje de prueba entre un primer electrodo (166) y un segundo electrodo (164) de una tira reactiva, teniendo el primer voltaje de prueba un componente de voltaje de corriente alterna (CA) y un componente de voltaje de corriente continua (CC), siendo el componente de voltaje de CA aplicado a una cantidad predeterminada de tiempo después de la aplicación del primer voltaje de prueba, teniendo el componente de voltaje de CC una magnitud suficiente para producir una corriente de prueba limitante en el segundo electrodo (164), no teniendo el segundo electrodo (164) una capa de recubrimiento de reactivo (72);

procesar una porción de las corrientes de prueba limitantes resultantes del componente de voltaje de CA en un valor de capacitancia representativo de una magnitud de un volumen de la muestra en la cámara de prueba (61); y determinar si la cámara de prueba (61) está suficientemente llena con la muestra comparando el valor de capacitancia con un umbral predeterminado.

DETALLADA

Ciertas realizaciones a modo de ejemplo se describirán ahora para proporcionar un entendimiento global de los principios de la estructura, función, fabricación y uso de los dispositivos, sistemas y procedimientos desvelados en el presente documento. Uno o más ejemplos de estas realizaciones se ilustran en los dibujos adjuntos. Aquellos expertos en la materia entenderán que los dispositivos y procedimientos específicamente descritos en el presente documento e ilustrados en los dibujos adjuntos son realizaciones a modo de ejemplo no limitantes y que el alcance de la presente divulgación se define únicamente por las reivindicaciones. Las características ilustradas o descritas a propósito de una realización a modo de ejemplo pueden combinarse con las características de otras realizaciones. Tales modificaciones y variaciones pretenden incluirse dentro del alcance de la presente divulgación.

Los sistemas y procedimientos objeto son adecuados para su uso en la determinación de una amplia variedad de analitos en una amplia variedad de muestras, y son particularmente aptos para uso en la determinación de analitos en sangre completa, plasma, suero, líquido intersticial, o derivados de los mismos. En una realización a modo de ejemplo, un sistema de prueba de glucosa basado en un diseño de celda de capa delgada con electrodos opuestos y detección electroquímica de tri-pulso que es rápido (por ejemplo, tiempo de análisis de aproximadamente 5 segundos), requiere una pequeña muestra (por ejemplo, aproximadamente 0,4 pl) y puede proporcionar fiabilidad y exactitud mejoradas de medidas de glucosa en sangre. En la celda de reacción, la glucosa en la muestra puede oxidarse a gluconolactona usando glucosa deshidrogenasa y puede usarse un mediador electroquímicamente activo para transportar electrones de la enzima a un electrodo de trabajo de paladio. Puede utilizarse un potenciostato para aplicar una forma de onda de potencial de tri-pulso a los electrodos de trabajo y contraelectrodos, produciendo corrientes transitorias de prueba usadas para calcular la concentración de glucosa. Además, puede usarse información adicional obtenida de las corrientes transitorias de prueba para discriminar entre matrices de muestra y corregir la variabilidad en muestras de sangre debido a hematocrito, la variación de temperatura, componentes electroquímicamente activos e identificar posibles errores del sistema.

Los procedimientos objeto pueden usarse, en principio, con cualquier tipo de celda electroquímica que tenga primero y segundo electrodos separados y una capa de reactivo. Por ejemplo, una celda electroquímica puede estar en forma de una tira reactiva. En un aspecto, la tira reactiva puede incluir dos electrodos opuestos separados por un separador delgado para definir una cámara receptora de muestra o zona en la que se localiza una capa de reactivo. Un experto en la materia apreciará que otros tipos de tiras reactivas, que incluyen, por ejemplo, tiras reactivas con electrodos co-planares también pueden usarse con los procedimientos descritos en el presente documento.

Las FIG. 1A a 4B muestran diversas vistas de una tira reactiva a modo de ejemplo 62 adecuada para su uso con los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento. En una realización a modo de ejemplo se proporciona una tira reactiva 62 que incluye un cuerpo alargado que se extiende de un extremo distal 80 a un extremo proximal 82, y que tiene bordes laterales 56, 58, como se ilustra en la FIG. 1A. Como se muestra en la FIG. 1B, la tira reactiva 62 también incluye una primera capa de electrodo 66, una segunda capa de electrodo 64 y un separador 60 emparedado entre las dos capas de electrodos 64 y 66. La primera capa de electrodo 66 puede incluir un primer electrodo 166, una primera vía de conexión 76 y una primera almohadilla de contacto 67, en la que la primera vía de conexión 76 conecta eléctricamente el primer electrodo 166 con la primera almohadilla de contacto 67, como se muestra en las FIG. 1B y 4B. Obsérvese que el primer electrodo 166 es una porción de la primera capa de electrodo 66 que está inmediatamente debajo de la capa de reactivo 72, como se indica por las FIG. 1B y 4B. Similarmente, la segunda capa de electrodo 64 puede incluir un segundo electrodo 164, una segunda vía de conexión 78 y una segunda almohadilla de contacto 63, en la que la segunda vía de conexión 78 conecta eléctricamente el segundo electrodo 164 con la segunda almohadilla de contacto 63, como se muestra en las FIG. 1B, 2 y 4B. Obsérvese que el segundo electrodo 164 es una porción de la segunda capa de electrodo 64 que está por encima de la capa de reactivo 72, como se indica por la FIG. 4B.

Como se muestra, la cámara receptora de muestra 61 se define por el primer electrodo 166, el segundo electrodo 164 y el separador 60 próximo al extremo distal 80 de la tira reactiva 62, como se muestra en la FIG. 1B y 4B. El primer electrodo 166 y el segundo electrodo 164 pueden definir la parte inferior y la parte superior de la cámara receptora de muestra 61, respectivamente, como se ilustra en la FIG. 4B. Un área de corte 68 del separador 60 puede definir las paredes laterales de la cámara receptora de muestra 61, como se ilustra en la FIG. 4B. En un aspecto, la cámara receptora de muestra 61 puede incluir puertos 70 que proporcionan una entrada de muestra y/o una ventilación, como se muestra en las FIG. 1A a 1C. Por ejemplo, uno de los puertos puede permitir que una muestra de fluido entre y el otro puerto puede permitir que salga aire.

En una realización a modo de ejemplo, la cámara receptora de muestra 61 puede tener un volumen pequeño. Por ejemplo, la cámara 61 puede tener un volumen en el Intervalo de aproximadamente 0,1 microlitros a aproximadamente 5 microlitros, aproximadamente 0,2 microlitros a aproximadamente 3 microlitros, o,

preferentemente, aproximadamente 0,3 microlitros a aproximadamente 1 microlitro. Para proporcionar el pequeño volumen de muestra, el corte 68 puede tener un área que oscila de aproximadamente 0,01 cm2a aproximadamente 0,2 cm2, aproximadamente 0,02 cm2a aproximadamente 0,15 cm2, o, preferentemente, aproximadamente 0,03 cm2a aproximadamente 0,08 cm2. Además, el primer electrodo 166 y el segundo electrodo 164 pueden estar separados en el intervalo de aproximadamente 1 micrómetro a aproximadamente 500 micrómetros, preferentemente entre aproximadamente 10 micrómetros y aproximadamente 400 micrómetros, y más preferentemente entre aproximadamente 40 micrómetros y aproximadamente 200 micrómetros. La separación relativamente estrecha de los electrodos también puede permitir que se produzca ciclo rédox, en el que el mediador oxidado generado en el primer electrodo 166 puede difundir al segundo electrodo 164 para que se reduzca, y posteriormente difundir de nuevo al primer electrodo 166 para oxidarse de nuevo.

En una realización, la primera capa de electrodo 66 y la segunda capa de electrodo 64 pueden ser un material conductor formado de materiales tales como oro, paladio, carbono, plata, platino, óxido de estaño, iridio, indio o combinaciones de los mismos (por ejemplo, óxido de estaño dopado con indio). Además, los electrodos pueden formarse disponiendo un material conductor sobre una hoja aislante (no mostrada) por un procedimiento de pulverización iónica, chapado sin corriente o estampado serigráfico. En una realización a modo de ejemplo, la primera capa de electrodo 66 y la segunda capa de electrodo 64 pueden hacerse de paladio pulverizado iónicamente y oro pulverizado iónicamente, respectivamente. Materiales adecuados que pueden emplearse como separador 60 incluyen una variedad de materiales aislantes, tales como, por ejemplo, plásticos (por ejemplo, PET, PETG, poliimida, policarbonato, poliestireno), silicona, cerámica, vidrio, adhesivos y combinaciones de los mismos. En una realización, el separador 60 puede estar en forma de un adhesivo de doble cara recubierto sobre caras opuestas de una hoja de poliéster en la que el adhesivo puede ser sensible a la presión o activado por calor. Aquellos expertos en la materia apreciarán que diversos otros materiales para la primera capa de electrodo 66, la segunda capa de electrodo 64 y/o el separador 60 están dentro del espíritu y alcance de la presente divulgación.

Pueden utilizarse diversos mecanismos y/o procedimientos para disponer una capa de reactivo 72 dentro de la cámara receptora de muestra 61. Por ejemplo, la capa de reactivo 72 puede disponerse dentro de la cámara receptora de muestra 61 usando un procedimiento tal como recubrimiento por ranura, dispensando del extremo de un tubo, inyectando tinta y estampando serigráficamente. En una realización, la capa de reactivo 72 puede incluir al menos un mediador y una enzima y se deposita sobre el primer electrodo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de determinación de si una cámara de prueba (61) de una tira está o no suficientemente llena de una muestra, comprendiendo el procedimiento:

aplicar un primer voltaje de prueba entre un primer electrodo (166) y un segundo electrodo (164) de una tira reactiva, teniendo el primer voltaje de prueba un componente de voltaje de corriente alterna (CA) y un componente de voltaje de corriente continua (CC), siendo el componente de voltaje de CA aplicado a una cantidad predeterminada de tiempo después de la aplicación del primer voltaje de prueba, teniendo el componente de voltaje de CC una magnitud suficiente para producir una corriente de prueba limitante en el segundo electrodo (164), no teniendo el segundo electrodo (164) una capa de recubrimiento de reactivo (72);

procesar una porción de las corrientes de prueba limitantes resultantes del componente de voltaje de CA en un valor de capacitancia representativo de una magnitud de un volumen de la muestra en la cámara de prueba (61); y determinar si la cámara de prueba (61) está suficientemente llena con la muestra comparando el valor de capacitancia con un umbral predeterminado.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la cantidad predeterminada de tiempo oscila de 0,3 segundos a 0,4 segundos después de la aplicación del primer voltaje de prueba.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la cantidad predeterminada de tiempo comprende un tiempo en el que una corriente transitoria en función del tiempo tiene una pendiente de aproximadamente cero.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la cantidad predeterminada de tiempo comprende un tiempo requerido para que un valor de corriente pico disminuya aproximadamente el 50 %.

5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la corriente de prueba limitante comprende una corriente de oxidación limitante en la que sustancialmente todo un mediador reducido se ha agotado en una superficie del segundo electrodo de trabajo (164).

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que una magnitud del primer voltaje de prueba es suficiente para oxidar un mediador reducido en el segundo electrodo (164).

7. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el componente de voltaje de CC se aplica al principio del primer voltaje de prueba.

8. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el componente de voltaje de CC es aproximadamente -0,3 voltios con respecto al segundo electrodo (164).

9. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el componente de voltaje de CA comprende una onda sinusoidal que tiene una frecuencia de aproximadamente 109 hercios y una amplitud de aproximadamente +/-50 milivoltios.

10. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el recubrimiento de capa de reactivo (72) comprende un reactivo dispuesto sobre el primer electrodo (166).

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la capa de reactivo (72) está configurada para generar mediador reducido en presencia de un analito.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la capa de reactivo (72) incluye un mediador y una enzima en el que la enzima no difunde sustancialmente del primer electrodo (166) al segundo electrodo (164) cuando la muestra que incluye glucosa se introduce en la tira.

13. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el primer electrodo (166) y el segundo electrodo (164) están en un formato de caras opuestas.

14. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la determinación de si la cámara de prueba (61) está suficientemente llena comprende además determinar que la cámara (61) está suficientemente llena con la muestra que incluye glucosa si el valor de capacitancia es superior al umbral predeterminado.

15. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la determinación de si la cámara de prueba (61) está suficientemente llena comprende además determinar que la cámara (61) no está suficientemente llena con la muestra que incluye glucosa si la capacitancia es inferior al umbral predeterminado.

16. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en que una porción de las corrientes de prueba limitantes, resultantes del componente de voltaje de CAy el componente de voltaje de CC, se suman entre Vi de la longitud de onda antes y Vi de la longitud de onda después de un punto de cruce de voltaje cero.

17. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que una porción de las corrientes de prueba limitantes, resultantes del componente de voltaje de CA y el componente de voltaje de CC, se suman entre Vi de la longitud de onda antes y Vi de la longitud de onda después de aproximadamente un componente de CA máximo.

18. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que antes de procesar la porción de las corrientes de prueba limitantes se determina un nivel de concentración de glucosa de la muestra que incluye glucosa.

19. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que incluye adicionalmente corregir el valor de capacitancia para efectos de la temperatura.