Dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico, procedimiento de fabricación y uso de dicho dispositivo.

La presente invención consiste en un dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico,

con tres electrodos, uno de referencia, otro de trabajo y otro auxiliar, obtenidos todos ellos por serigrafía, el área activa del electrodo de referencia incluye tinta de plata/cloruro de plata, la del contraelectrodo tinta de carbono y la del electrodo de trabajo con una tinta de carbono que incorpora tetratiafulvaleno (TTF) al 3%, sobre una lámina plástica de poliéster, modificándose el área activa del trabajo con la enzima GADH utilizando un agente bifuncional en presencia de seroalbúmina bovina (BSA), así como su procedimiento de fabricación y su uso en la detección citada, de manera simple, con bajo coste y en relativo corto tiempo de análisis.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300149.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE BURGOS.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ARCOS MARTINEZ,MARIA JULIA, DOMINGUEZ RENEDO,OLGA, ALONSO LOMILLO,MARIA ASUNCION, DEL TORNO DE ROMÁN,Lorena, JAUREGUIBEITIA,Arrate.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C12Q1/26 QUIMICA; METALURGIA.C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12Q PROCESOS DE MEDIDA, INVESTIGACION O ANALISIS EN LOS QUE INTERVIENEN ENZIMAS, ÁCIDOS NUCLEICOS O MICROORGANISMOS (ensayos inmunológicos G01N 33/53 ); COMPOSICIONES O PAPELES REACTIVOS PARA ESTE FIN; PROCESOS PARA PREPARAR ESTAS COMPOSICIONES; PROCESOS DE CONTROL SENSIBLES A LAS CONDICIONES DEL MEDIO EN LOS PROCESOS MICROBIOLOGICOS O ENZIMOLOGICOS. › C12Q 1/00 Procesos de medida, investigación o análisis en los que intervienen enzimas, ácidos nucleicos o microorganismos (aparatos de medida, investigación o análisis con medios de medida o detección de las condiciones del medio, p. ej. contadores de colonias, C12M 1/34 ); Composiciones para este fin; Procesos para preparar estas composiciones. › en los que interviene una oxidorreductasa.
  • C12Q1/32 C12Q 1/00 […] › una deshidrogenosa.
  • G01N27/327 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 27/00 Investigación o análisis de materiales mediante el empleo de medios eléctricos, electroquímicos o magnéticos (G01N 3/00 - G01N 25/00 tienen prioridad; medida o ensayo de variables eléctricas o magnéticas o de las propiedades eléctricas o magnéticas de los materiales G01R). › Electrodos bioquímicos.

PDF original: ES-2484665_A1.pdf

 

Dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico, procedimiento de fabricación y uso de dicho dispositivo.
Dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico, procedimiento de fabricación y uso de dicho dispositivo.
Dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico, procedimiento de fabricación y uso de dicho dispositivo.

Fragmento de la descripción:

OBJETO DE LA INVENCION

La presente invención se enmarca en el campo de la electroquímica aplicada al análisis químico.

Asi, la presente invención se refiere a un dispositivo constituido por un sistema electródico para la detección de ácido glucónico, con tres electrodos, obtenidos todos los electrodos por serigrafia, modificándose uno de ellos posteriormente con una enzima, asi como, su procedimiento de fabricación y condiciones de uso en la detección citada.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las celdas electroquímicas son de gran interés en el análisis de sustancias debido a su robustez, fabricación sencilla y económica.

Una de las técnicas más utilizadas para la fabricación de los electrodos que se utilizan en las celdas electroquímicas es la serigráfica. Esta técnica permite construir sensores químicos con una reproducibilidad y una infraestructura mínima.

La serigrafia es un método de impresión directa, también llamado de impresión por penetración. La deposición de tintas se realiza capa a capa sobre un sustrato. La calidad de los sensores químicos asi

fabricados depende, en gran medida, de los materiales utilizados.

Mediante la tecnología de electrodos serigrafiados es posible la miniaturización de los sensores ofreciendo la ventaja de ser versátiles, pueden ser fabricados con distintas configuraciones de electrodos y con diferentes tintas, y tener bajo coste pudiendo asi prestarse para la producción en masa de electrodos desechadles. Además, pueden ser utilizados para análisis in situ.

Para aumentar la selectividad de los electrodos se modifican por diferentes métodos, por ejemplo inmovilizando una sustancia, frecuentemente un enzima, en su superficie que responda selectivamente a determinados analitos. La selectividad y la acción catalítica de las reacciones enzimáticas potencian la selectividad y sensibilidad de los dispositivos.

El método de inmovilización es muy importante ya que va a influir en el tiempo de vida del sensor, en su sensibilidad y reproducibilidad. Asi, hay distintos tipos de inmovilización: por absorción, por microencapsulación, por atrapamiento, por entrecruzamiento utilizando un agente bifuncional, y por unión covalente.

Tradicionalmente, la determinación de ácido glucónico y sus metabolitos se ha realizado mediante técnicas cromatográficas, normalmente acopladas a detectores de electroforesis, espectroscopia de infrarrojo, UV/Vis, quimioluminiscencia y fluorescencia. Estas técnicas de ensayos implican instalaciones costosas y procedimientos largos, complicados y

tediosos. De forma muy minoritaria se ha determinado también por técnicas electroquimicas utilizando electrodos convencionales no desechables.

La presente invención solventa estas desventajas mediante un dispositivo electródico, cuya simplicidad, bajo coste y su relativo corto tiempo de análisis, comparado con las técnicas cromatográficas, ha supuesto un gran avance en su empleo en muchos campos.

En el caso del ácido glucónico, teniendo en cuenta los grupos funcionales presentes en su molécula susceptibles de sufrir reacciones de óxido-reducción, puede ser analizado por técnicas electroquimicas tales como voltamperometria cíclica, voltamperometria de onda cuadrada y diferencial de impulsos con acumulación, y cronoamperometria.

La utilización de mediadores, añadidos a la celda electroquímica junto con el electrolito soporte permite disminuir el potencial de uso, contribuyendo a evitar interferencias y han sido frecuentemente utilizados. El potencial redox del tetratiafulvaleno (TTF) en torno a 100 mV, hace de este analito un candidato adecuado para ser utilizado como mediador en el campo de los biosensores electroquímicos. Sin embargo, la insolubilidad de esta sustancia ha limitado su uso a las disoluciones no acuosas. Este problema se puede solventar incorporando el TTF a la tinta de serigrafiado, originando asi una pasta conductora con mediador incorporada para el serigrafiado directo del electrodo de trabajo.

La enzima gluconato deshidrogenasa (en adelante GADH), interacciona específicamente con el ácido

glucónico catalizando la deshidrogenación del mismo. La inmovilización de esta enzima sobre un electrodo serigrafiado permite poner a punto un dispositivo que aúna las ventajas de los dispositivos electródicos serigrafiados desechables con el uso de enzimas especificas para la detección de ácido glucónico.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras caracteristicas de la misma.

El objeto de la invención es un dispositivo electródico, su procedimiento de fabricación y uso del mismo para la detección de ácido glucónico. El problema a resolver es constituir el dispositivo, llevar a cabo su fabricación y usarlo, todo ello de manera simple, con bajo coste y en relativo corto tiempo de análisis, comparado con las técnicas cromatográficas conocidas.

A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico obtenido por serigrafia caracterizado por que comprende tres electrodos, cada electrodo consta de un contacto o borne, un tramo y un área activa, siendo uno de referencia, otro de trabajo, y otro auxiliar o contraelectrodo, constituidos los bornes y los tramos con una tinta de plata, el área activa del electrodo de referencia con una tinta de plata/cloruro de plata, el área activa del contraelectrodo con un tinta de carbono y el área activa del electrodo de trabajo con una tinta de carbono a la que se ha incorporado previamente

tetratiafulvaleno, al 3%, sobre una lámina plástica de poliéster, estando el electrodo de trabajo modificado posteriormente de manera que se inmoviliza el enzima GADH en su superficie utilizando un agente bifuncional 5 como el glutaraldehido en presencia de seroalbúmina bovina (BSA).

Opcionalmente el dispositivo incluye un aislante que cubre el dispositivo, dejando libre los contactos y 10 áreas activas de los electrodos.

Asimismo, la presente invención se refiere a un proceso de fabricación del dispositivo anteriormente mencionado que comprende las siguientes etapas:

-serigrafiado de una lámina de poliéster con tinta de plata con las formas de los contactos y los tramos de los tres electrodos,

-serigrafiado del área activa del electrodo de 20 referencia con Ag/AgCl,

-serigrafiado del área activa del contraelectrodo con carbono,

-serigrafiado de un aislante cubriendo el dispositivo, excepto el área activa de los electrodos y los bornes 25 de los mismos,

-serigrafiado del área activa del electrodo de trabajo con pasta de carbono a la que se ha incorporado TTF al

Do /

-modificación del área activa del electrodo de trabajo 30 mediante inmovilización de la enzima GADH en su

superficie.

Y, la presente invención se refiere al uso del dispositivo anteriormente mencionado con la opción del 35 aislante, que comprende las siguientes etapas:

-introducción del dispositivo en una celda

electroquímica que contiene 5 mL de una disolución

tampón de dihidrogenofosfato sódico con pH 6, 100 mM y KC1 100 mM,

-unión de los contactos de los electrodos a un potenciostato,

-aplicación de un potencial de 0.100 V entre el

electrodo de trabajo y el contraelectrodo,

-espera a estabilización de corriente,

-adición de 50 pL de disolución problema de ácido

glucónico,

-sucesivas adiciones de 50 pL de disolución de ácido glucónico de concentración de 12.48 hasta 108.00 pM, -registro de las intensidades de corriente en función del tiempo,

-representación de la recta de calibrado,

-extrapolación de dicha recta de calibrado para calcular la concentración de ácido glucónico en la muestra problema.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente y nunca limitativas de la invención.

La figura 1 muestra el esquema de la reacción electródica en la que interviene el mediador TTF y la enzima GADH.

La figura 2 representa una vista en alzado de

los electrodos sin aislante.

La figura 3 representa una vista en alzado de

los electrodos con un aislante.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En la realización aqui detallada y mostrada en las figuras, la invención se refiere a un dispositivo electródico para la detección de ácido glucónico, con tres electrodos (1, 2, 3), obtenidos todos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo electródico para la detección de

ácido glucónico obtenido por serigrafia caracterizado por que comprende tres electrodos (1, 2, 3), cada

electrodo consta de un contacto o borne (1.3, 2.3, 3.3), un tramo (1.2, 2.2, 3.2) y un área activa (1.1, 2.1,

3.1), siendo uno de referencia (1), otro de trabajo (2), y otro auxiliar o contraelectrodo (3), constituidos los bornes (1.3, 2.3, 3.3) y los tramos (1.2, 2.2, 3.2) con una tinta de plata, el área activa del electrodo de

referencia (1.1) con una tinta de plata/cloruro de plata, el área activa del contraelectrodo (3.1) con un tinta de carbono y el área activa del electrodo de

trabajo (2.1) con una tinta de carbono que incorpora tetratiafulvaleno (TTF) al 3%, sobre una lámina plástica de poliéster, estando el electrodo de trabajo (2)

modificado de manera que se inmoviliza la enzima GADH en su superficie utilizando un agente bifuncional en presencia de seroalbúmina bovina (BSA).

2. Dispositivo electródico según la

reivindicación 1 que incluye un aislante (4) que cubre el dispositivo, dejando libre los contactos (1.3, 2.3,

3.3) y áreas activas (1.1, 2.1, 3.1) de los electrodos

(1, 2, 3).

3. Dispositivo electródico según la

reivindicación 1 en el que los contactos (1.3, 2.3,

3.3) , los tramos (1.2, 2.2, 3.2) y el área activa (1.1)

del electrodo de referencia (1) tienen forma

rectangular.

4. Dispositivo electródico según la

reivindicación 3 en el que el área activa (1.1) del

electrodo de referencia (1) tiene forma rectangular de 2 mm de anchura por 4 mm de longitud.

5. Dispositivo electródico según la

reivindicación 3 en

el

que

el

área

activa (2.1)

del

electrodo de trabajo

(2)

es

un

circulo de 4.5 mm

de

diámetro.

6. Dispositivo

electródico

según

la

reivindicación 3 en

el

que

el

área

activa (3.1)

del

contraelectrodo (3) tiene una anchura entre 1,4 y 1,5 mm, un tramo recto de entre 3 y 5 mm, que conecta con un arco de radio entre 3 y 5 mm.

7. Proceso de fabricación del dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

-serigrafiado de una lámina de poliéster con tinta de plata con las formas de los contactos (1.3, 2.3, 3.3) y los tramos (1.2, 2.2, 3.2) de los tres electrodos (1, 2, 3),

-serigrafiado del área activa (1.1) del electrodo de referencia (1) con Ag/AgCl,

-serigrafiado del área activa (3.1) del contrelectrodo (3) con una pasta de carbono, -serigrafiado de un aislante (4) cubriendo el dispositivo excepto el área activa (1.2, 2.2,

3.2) de los electrodos (1, 2, 3) y los bornes (1.1, 2.1, 3.1) de los electrodos (1, 2, 3), -serigrafiado del área activa (2.1) del electrodo de trabajo (2) con una pasta de carbono a la que se ha incorporado TTF al 3%,

-modificación del área activa (2.1) del electrodo de trabajo (2) mediante la inmovilización del

enzima GADH en su superficie.

8. Proceso de fabricación según la reivindicación 7 en el que la inmovilización de la enzima GADH se lleva a cabo mediante entrecruzamiento con glutaraldehido y seroalbúmina bovina.

9. Proceso

de

fabricación según

la

reivindicación 8

en el

que

la

inmovilización de

la

enzima GADH se

lleva a

cabo

adicionando sobre

el

electrodo de trabajo (2)

pL

de GADH, 0.86 pL

de

glutaraldehido (GA) al 5%

y i

.14

pL de una disolución

de

BSA al 6%, dicho

electrodo

(2)

se deja inmovilizando

durante 90 minutos a una temperatura de 4°C.

10. Uso del dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

-introducción del dispositivo en una celda electroquímica que contiene 5 mL de una solución tampón de dihidrogenofosfato sódico con pH 6.0, 100 mM y KC1 100 mM,

-unión de los contactos (1.3, 2.3, 3.3) de los

electrodos a un potenciostato,

-aplicación de un potencial de 0.100 V entre el electrodo de trabajo (2) y el contraelectrodo

(3) ,

-espera a estabilización de corriente,

-adición de 50 pL de disolución problema de ácido glucónico,

-sucesivas adiciones de 50 pL de disolución de ácido glucónico de concentración de 12.48 hasta 108.00 pM,

-registro de las intensidades de corriente,

-representación de la recta de calibrado, -extrapolación de dicha recta de calibrado para calcular la concentración de ácido glucónico en la muestra problema.


 

Patentes similares o relacionadas:

Amperometría de pulsos con lectura rápida, del 1 de Julio de 2020, de Ascensia Diabetes Care Holdings AG: Un sistema de biosensor , que comprende: una banda de sensor que tiene una interfaz de muestra adyacente a un depósito formado por la banda de sensor […]

Aparato para detección de biomoléculas y su fabricación, del 3 de Junio de 2020, de HAI KANG LIFE CORPORATION LIMITED: Un biochip para detectar o secuenciar biomoléculas que comprende: un miembro base; una capa dieléctrica depositada sobre el miembro base y que tiene […]

Biosensores salivales y células de biocombustible, del 3 de Junio de 2020, de THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA: Un dispositivo detector electroquímico para detectar analitos en la saliva, comprendiendo: un sustrato que incluye un material eléctricamente […]

Método para análisis electroquímico rápido, del 20 de Mayo de 2020, de LIFESCAN, INC.: Un método para determinar una concentración de analito en una muestra fisiológica, el método comprendiendo: (a) introducir la muestra fisiológica […]

Sistema y método para medir una concentración de analito corregida usando un sensor electroquímico, del 20 de Mayo de 2020, de CILAG GMBH INTERNATIONAL: Un método para determinar una concentración de un analito en una muestra, el método comprendiendo: introducir una muestra que incluye un analito en una […]

Sistema de análisis de elemento de prueba, del 13 de Mayo de 2020, de F. HOFFMANN-LA ROCHE AG: Sistema de análisis de elemento de prueba para un examen analítico de una muestra , en particular de un líquido corporal, que comprende […]

Calibración normalizada de determinaciones de la concentración de analito, del 6 de Mayo de 2020, de Ascensia Diabetes Care Holdings AG: Un método de calibrado de un dispositivo de medida de un sistema de biosensor, comprendiendo el método: para cada una de las al menos dos concentraciones […]

Contacto eléctrico de baja fuerza en sustratos deformables metalizados, del 6 de Mayo de 2020, de F. HOFFMANN-LA ROCHE AG: Un sistema para medir un analito de interés en un líquido biológico, que comprende: un conjunto de conector que recibe una tira […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .