HUMIDIFICADORES DE IMPRESION ENZIMATICA EN UN PROCESO CONTINUO PARA LA FABRICACION DE SENSORES ELECTROQUIMICOS.

Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda para sensores electroquímicos en el que dicho proceso de fabricación de banda incluye al menos una estación de impresión adaptada para imprimir enzimas sobre un sustrato móvil,

comprendiendo dicho proceso de fabricación de banda las etapas de:

mover continuamente dicho sustrato a través de dicho proceso;

depositar la tinta enzimática sobre dicho sustrato a través de un proceso de impresión serigráfica en el que la tinta se deposita sobre un lado de dicho tamiz y se fuerza a través de dicho lado superior sobre dicho sustrato que está situado adyacente a un lado inferior de dicho tamiz;

humidificar el aire en dicho lado superior de dicho tamiz a una primera humedad relativa;

humidificar el aire en dicho lado inferior de dicho tamiz a una segunda humedad relativa

Humidificación de impresión enzimática en un proceso continuo para la fabricación de sensores electroquímicos.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un proceso de fabricación de banda mejorado para sensores electroquímicos en el que una estación de impresión serigráfica se mantiene a una temperatura y nivel de humedad predeterminados durante un proceso de impresión enzimática.

Los sensores electroquímicos se usan en diversos procedimientos de diagnóstico, incluyendo la medición de glucosa en sangre humana. La fabricación de dichos sensores electroquímicos implica la fabricación de millones de pequeñas tiras, cada uno de las cuales incluye electrodos dispuestos en una celda receptora de muestra que está adaptada para recibir sangre u otros fluidos corporales. Los fluidos corporales forman un circuito completo entre los electrodos de la celda. Los electrodos generalmente están revestidos con al menos un reactivo que reacciona con el analito (por ejemplo, glucosa) en la sangre para formar un analito intermedio que puede medirse mediante un medidor adaptado para medir la corriente o LA carga en los electrodos. La fabricación de dichos sensores electroquímicos requiere la deposición de varias capas de material de electrodo, material aislante y reactivo en un espacio muy pequeño y, la precisión y la disposición de dichas capas es crítica para el funcionamiento final del dispositivo. Adicionalmente, para mantener bajos los costos y satisfacer la demanda, es imperativo que los sensores electroquímicos se fabriquen a velocidades muy altas con una precisión absoluta de alineación entre las capas.

Los sensores electroquímicos pueden usarse para muchas aplicaciones. En una aplicación, la tira del sensor electroquímico se inserta en medidores adaptados especialmente para auto-control de glucosa u otros analitos (tales como fructosamina, hematocrito, etc.), por ejemplo, en sangre o líquido intersticial. Pueden ensayarse muchos analitos usando dichos sensores electroquímicos, dependiendo del diseño del sensor electroquímico, la disposición de los electrodos, el reactivo usado y otros factores. Muchas de estas aplicaciones y, en particular, las tiras para ensayar glucosa, requieren distribuciones del sensor de un tamaño y construcción particular, donde la fabricación se realiza dentro de tolerancias particulares para hacer que los sensores electroquímicos tengan características que sean tan predecibles y repetibles como sea posible.

El proceso de fabricación se complica adicionalmente por la necesidad de fabricar muchos sensores muy rápidamente donde los sensores tienen pequeños tamaños de celda y, por lo tanto, electrodos muy pequeños con tolerancias muy ajustadas. Cuando se ensaya glucosa en sangre o líquido intersticial, uno de los principales factores que impiden un ensayo regular es el dolor implicado en la extracción de la cantidad requerida de sangre o líquido intersticial. Un mayor volumen típicamente requiere una mayor cantidad de dolor que un menor volumen. De esta manera, es ventajoso producir sensores que requieren una menor cantidad de sangre de líquido intersticial y, por lo tanto, que sean menos dolorosos de usar, alentando un ensayo discreto o continuo más regular. Una manera de requerir menos analito es producir tiras de sensor electroquímico que tengan características estructurales muy pequeñas tales como celdas de recepción de muestra muy pequeñas y electrodos muy pequeños dentro de estas celdas de recepción de muestra, sin embargo, dichas pequeñas características son más difíciles de fabricar, particularmente de una manera precisa y reproducible para producir mediciones de analito precisas y reproducibles.

Pueden usarse muchos métodos para fabricar sensores electroquímicos, incluyendo procesos tales como huecograbado e impresión serigráfica en cilindro. En la impresión por huecograbado se recubre un cilindro con un recubrimiento que define la forma del elemento (por ejemplo los electrodos) a imprimir. Pueden usarse cilindros adicionales para imprimir otras películas o capas (por ejemplo, enzimas o capas de aislamiento).

Un sensor electroquímico se fabrica por impresión por huecograbado de una tinta eléctricamente conductora para formar uno o más electrodos sobre una banda flexible, que puede ser polimérica. Una definición de impresión de alta calidad es posible usando tintas muy finas. Para las tintas más espesas y mayores espesores de impresión requeridos cuando se imprimen sensores electroquímicos fijados a tamices planos se ha usado generalmente la impresión de lecho plano de un solo suministro de sensores electroquímicos.

Se han descrito también otros métodos, incluyendo métodos de fabricación de sensores electroquímicos que usan estructuras de impresión rotatoria.

En un proceso de fabricación de banda para sensores electroquímicos, una banda de material de sustrato se hace pasar a través de una serie de estaciones de impresión. En cada estación de impresión, una nueva capa de material tal como, por ejemplo, un material de electrodo, se deposita sobre el sustrato o sobre una capa depositada previamente usando, por ejemplo, un proceso de impresión serigráfica. En el proceso de impresión serigráfica, la banda se sitúa bajo un tamiz y una tinta, por ejemplo, una tinta conductora usada para crear electrodos, se empuja a través de las partes seleccionadas del tamiz para imprimir una capa que tiene una distribución predeterminada sobre la parte de la banda situada por debajo del tamiz. De esta manera, es posible construir el sensor electroquímico sobre el sustrato moviendo el sustrato desde una estación de impresión a la siguiente, imprimiendo cada capa consecutivamente y cortando los sensores individuales de la banda acabada.

En un método de fabricación, una capa de electrodo y al menos una primera capa de reactivo se fabrican transportando una banda continua del sustrato pasando por al menos dos estaciones de impresión. Las estaciones de impresión pueden ser estaciones de impresión de huecograbado cilíndricas o estaciones de impresión serigráfica cilíndricas. Sin embargo, los métodos de impresión de huecograbado (haciendo girar un cilindro grabado) e impresión serigráfica cilíndrica (haciendo girar un tamiz/plantilla cilíndrica) sufren inconvenientes cuando se imprimen sensores electroquímicos sobre una banda. La impresión por huecograbado típicamente da alturas de impresión muy finas. Es particularmente probable que las tintas eléctricamente conductoras espesas necesarias para producir el espesor de electrodo requerido para los sensores electroquímicos (especialmente aquellos para la detección de glucosa en sangre) sufran una impresión incompleta, inconsistente, con la consiguiente reducción en calidad, consistencia y fiabilidad del sensor electroquímico. La impresión por huecograbado con tintas de carbono (que típicamente tienen un alto contenido de sólidos y pueden ser bastante viscosas) para la producción de electrodos de carbono es especialmente difícil puesto que las fases sólida/líquida en la tinta pueden separarse, dando como resultado un llenado o vaciado incompleto o no uniforme del grabado de una impresión a otra. Esto puede dar como resultado un espesor de impresión no uniforme y la degradación de la calidad y consistencia del electrodo de carbono. La impresión serigráfica cilíndrica es muy adecuada para disposiciones de suministro único (lo opuesto a disposiciones de banda continua). Adicionalmente, la capacidad de manipular la manera en que el tamiz interactúa con el medio de impresión y de esta manera, de ejercer influencia sobre la calidad de impresión haciendo esto, está limitada por la naturaleza cilíndrica del tamiz. También, la variedad de plantillas disponibles para conseguir el espesor de tinta correcta para cada tipo de tinta (carbono, plata/cloruro de plata, aislamiento, enzima u otra capa de reactivo) no está disponible en el mercado fácilmente.

Los sensores electroquímicos para ensayar glucosa en sangre o en líquido intersticial pueden producirse también en un proceso de impresión multi-etapa usando impresoras de lecho plano (tal como Thieme o Svecia, disponibles en Kippax RU, Huddersfield, RU y Registerprint, Londres, RU) e introduciendo una tinta a través de las plantillas del tamiz disponibles en DEK Machinery, Weymouth, RU y BTP Craftscreen, Coventry, RU), dispuestas en paralelo a las tarjetas de sustrato planas para imprimir sobre ellas. Este proceso tiene la ventaja de que los sensores pueden producirse de una manera precisa...

1. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda para sensores electroquímicos en el que dicho proceso de fabricación de banda incluye al menos una estación de impresión adaptada para imprimir enzimas sobre un sustrato móvil, comprendiendo dicho proceso de fabricación de banda las etapas de:

mover continuamente dicho sustrato a través de dicho proceso;

depositar la tinta enzimática sobre dicho sustrato a través de un proceso de impresión serigráfica en el que la tinta se deposita sobre un lado de dicho tamiz y se fuerza a través de dicho lado superior sobre dicho sustrato que está situado adyacente a un lado inferior de dicho tamiz;

humidificar el aire en dicho lado superior de dicho tamiz a una primera humedad relativa;

humidificar el aire en dicho lado inferior de dicho tamiz a una segunda humedad relativa.

2. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha primera humedad relativa está entre el ochenta y cinco y el noventa y cinco por ciento.

3. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 2 en el que dicha primera humedad relativa está entre el ochenta y siete y el ochenta y ocho por ciento.

4. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 3 en el que dicha primera humedad relativa es del ochenta y siete y el sesenta y nueve por ciento.

5. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha segunda humedad relativa es entre el ochenta y cinco y el noventa y cinco por ciento.

6. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 5 en el que dicha segunda humedad relativa es entre el ochenta y siete y el ochenta y ocho por ciento.

7. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 6 en el que dicha segunda humedad relativa es del ochenta y siete y el sesenta y nueve por ciento.

8. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda para sensores electroquímicos en el que dicho proceso de fabricación de banda incluye al menos una estación de impresión adaptada para imprimir enzimas sobre un sustrato en movimiento, comprendiendo dicho proceso de fabricación de banda las etapas de:

mover continuamente dicho sustrato a través de dicho proceso;

depositar tinta enzimática sobre dicho sustrato a través de un proceso de impresión serigráfica en el que la tinta se deposita en un lado superior de dicho tamiz y se fuerza a través de dicho lado superior hacia dicho sustrato que está situado adyacente a un lado inferior de dicha tamiz;

controlar tanto el calor como la humedad en la superficie superior e inferior del tamiz de manera que se mantiene a una primera temperatura predeterminada;

humidificar dicho aire a una primera humedad relativa.

9. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicha primera humedad relativa es entre el ochenta y cinco y el noventa y cinco por ciento y dicha primera temperatura predeterminada es entre dieciocho y veintidós grados centígrados.

10. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con reivindicación 9 en el que dicha primera humedad relativa es entre el ochenta y siete y el ochenta y ocho y dicha primera temperatura predeterminada es entre dieciocho y veintidós grados centígrados.

11. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 10 en el que dicha humedad relativa es del ochenta y siete y el sesenta y nueve por ciento y dicha primera temperatura predeterminada es de veinte y cincuenta y nueve grados centígrados.

12. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 11 en el que dicho sustrato se enfría a una segunda temperatura predeterminada antes de dicha etapa de deposición.

13. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 12 en el que dicho sustrato se enfría a una temperatura de dieciocho grados centígrados antes de dicha etapa de deposición.

14. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 8 en el que dicho sustrato se enfría a una segunda temperatura predeterminada antes de dicha etapa de deposición.

15. Un método para mejorar la calidad de impresión en un proceso de fabricación de banda de acuerdo con la reivindicación 14 en el que dicho sustrato se enfría a una temperatura de dieciocho grados centígrados antes de dicha etapa de deposición.