Un medidor (500) para usar en la detección de analitos, comprendiendo dicho medidor (500):

un primer conector (101) para conectar dicho medidor a un primer electrodo de trabajo (12) en una tira de ensayo (600);

un segundo conector (102) para conectar dicho medidor a un segundo electrodo de trabajo (14) en dicha tira de ensayo (600);

un conector común (100) para conectar dicho medidor a un electrodo de referencia (10) en dicha tira de ensayo;

una primera fuente de voltaje (103) conectada entre dicho primer conector y dicho conector común

una segunda fuente de voltaje (104) conectada entre dicho segundo conector y dicho conector común;

en el que dichas primera y segunda fuentes de voltaje generan un primer potencial en dicho primer conector y un segundo potencial de dicho segundo conector cuando se inserta una tira de ensayo en dicho medidor y se aplica una muestra a dicha tira de ensayo, en el que dicho primer y segundo voltaje tienen la misma polaridad y dicho segundo potencial tiene una magnitud superior a la de dicho primer potencial; y

en el que dicho medidor mide un primer valor de corriente en dicho primer conector y un segundo valor de corriente en dicho segundo conector a un tiempo predeterminado después de que dicha tira de ensayo se inserte y se aplique la muestra;

caracterizado por que dicho medidor se adapta para calcular un valor corregido de la corriente del analito usando la siguiente fórmula:

Medidor para usar en un método de reducción de interferencias en un sensor electroquímico usando dos potenciales diferentes aplicados.

Antecedentes de la invención

Las tiras de ensayo electroquímico para la determinación de glucosa, tales como las usadas en el kit de ensayo de sangre completa OneTouch® Ultra®, que está disponible en LifeScan, Inc., están diseñadas para medir la concentración de glucosa en una muestra de sangre de pacientes con diabetes. La medición de la glucosa se basa en la oxidación específica de la glucosa por la flavo-enzima glucosa oxidasa. Durante esta reacción, la enzima se reduce. La enzima se re-oxida por reacción con el mediador ferricianuro, el cual se reduce en el transcurso de la reacción. Estas reacciones se resumen a continuación.

D-Glucosa + GOx_(OX)rightarrowAcido Glucónico + GOx_(RED)

GOx_(RED) + 2 Fe(CN)₆^3-rightarrowGOx_(OX) + 2 Fe(CN)₆^4-

Cuando la reacción establecida anteriormente se realiza con un potencial aplicado entre dos electrodos, puede crearse una corriente eléctrica por la re-oxidación electroquímica del ión mediador reducido (ferrocianuro) en la superficie del electrodo. Por tanto, dado que, en un ambiente ideal, la cantidad de ferrocianuro creada durante la reacción química descrita anteriormente es directamente proporcional a la cantidad de glucosa en la muestra colocada entre los electrodos, la corriente generada sería proporcional al contenido de glucosa de la muestra. Un mediador redox, tal como ferricianuro es un compuesto que intercambia electrones entre una enzima redox tal como glucosa oxidasa y un electrodo. Dado que la concentración de glucosa en la muestra aumenta, la cantidad de mediador reducido formado también aumenta, por tanto, existe una relación directa entre la corriente resultante de la re-oxidación del mediador reducido y la concentración de glucosa. En particular, la transferencia de electrones a través de la interfaz eléctrica da como resultado un flujo de corriente (2 moles de electrones por cada mol de glucosa que se oxida). La corriente resultante de la introducción de glucosa puede, por lo tanto, referirse como la corriente de glucosa.

Dado que puede ser muy importante conocer la concentración de glucosa en sangre, particularmente en personas que padecen diabetes, se han desarrollado medidores que usan las identidades establecidas anteriormente para permitir a cualquier persona tomar muestras y ensayar su sangre para determinar la concentración de glucosa en cualquier momento dado. El medidor controla la Corriente de Glucosa generada y la convierte en una lectura de concentración de glucosa usando un algoritmo programado que relaciona la corriente con la concentración de glucosa mediante una simple fórmula matemática. En general, los medidores, trabajan junto con una tira desechable que incluye una cámara de muestra y al menos dos electrodos dispuestos dentro de la cámara de muestra, además de la enzima (por ejemplo glucosa oxidasa) y el mediador (por ejemplo ferricianuro). Durante el uso, el usuario pincha su dedo u otro lugar conveniente para inducir el sangrado e introduce una muestra de sangre en la cámara de muestra, comenzando así la reacción química indicada anteriormente.

En términos electroquímicos, la función del medidor es doble. En primer lugar, proporciona un voltaje de polarización (de aproximadamente 0,4 V en el caso de OneTouch® Ultra®) que polariza la interfaz eléctrica y permite que la corriente fluya a la superficie de carbón del electrodo de trabajo. En segundo lugar, mide la corriente que fluye en el circuito exterior entre el ánodo (electrodo de trabajo) y el cátodo (electrodo de referencia). Se puede considerar que el medidor es, por lo tanto, un sistema electroquímico simple que funciona en modo de dos electrodos, sin embargo, en la práctica, pueden usarse tres, e incluso cuatro electrodos para facilitar la medición de glucosa y/o realizar otras funciones en el medidor.

En la mayoría de las situaciones, se considera que la ecuación indicada anteriormente es una aproximación suficiente de la reacción química que tiene lugar en la tira de ensayo y la lectura del medidor una representación suficientemente precisa del contenido de glucosa de la muestra de sangre. Sin embargo, en determinadas circunstancias y para determinados propósitos, puede ser ventajoso mejorar la precisión de la medición. Por ejemplo, cuando una parte de la corriente medida en el electrodo es el resultado de la presencia de otras sustancias químicas o compuestos en la muestra. Cuando dichas sustancias químicas o compuestos adicionales están presentes, pueden referirse como compuestos de interferencia y la corriente resultante adicional puede referirse como Corrientes de Interferencia.

Ejemplos de compuestos químicos potencialmente de interferencia (es decir, compuestos observados en fluidos fisiológicos, tales como sangre que pueden generar Corrientes de Interferencia en presencia de un campo eléctrico) incluyen ascorbato, urato y acetaminofen (Tylenol^TM o paracetamol). Un mecanismo para generar Corrientes de Interferencia en un medidor electroquímico para la medición de la concentración de un analito en un fluido fisiológico (por ejemplo, un glucómetro) implica la oxidación de uno o más compuestos de interferencia por reducción de la enzima (por ejemplo glucosa oxidasa). Un mecanismo adicional para generar Corrientes de Interferencia en dicho medidor implica la oxidación de uno o más compuestos de interferencia por reducción del mediador (por ejemplo ferricianuro). Un mecanismo adicional para generar Corrientes de Interferencia en dicho medidor implica la oxidación de uno o más compuestos de interferencia en el electrodo de trabajo. Por tanto, la corriente total medida en el electrodo de trabajo es la superposición de la corriente generada por la oxidación del analito y la corriente generada por la oxidación de los compuestos de interferencia. La oxidación de los compuestos de interferencia puede ser un resultado de la interacción con la enzima, el mediador o puede ocurrir directamente en el electrodo de trabajo.

En general, los compuestos de interferencia potencialmente pueden oxidarse en la superficie del electrodo y/o por un mediador redox. Esta oxidación del compuesto de interferencia en un sistema de medición de glucosa provoca que la corriente de oxidación medida sea dependiente tanto de la glucosa como del compuesto de interferencia. Por lo tanto, si la concentración del compuesto de interferencia se oxida tan eficazmente como la glucosa y/o la concentración del compuesto de interferencia es significativamente alta con respecto a la concentración de glucosa, puede afectar a la concentración de glucosa medida.

La co-oxidación del analito (por ejemplo glucosa) con los compuestos de interferencia es especialmente problemática cuando el potencial convencional (es decir, el potencial al cual se oxida un compuesto) del compuesto de interferencia es similar en magnitud al potencial convencional del mediador redox, dando como resultado una parte significativa de la Corriente de Interferencia que se genera por la oxidación de los compuestos de interferencia en el electrodo de trabajo. La corriente eléctrica resultante de la oxidación de los compuestos de interferencia en el electrodo de trabajo puede referirse como la corriente de interferencia Directa. Por tanto, sería ventajoso reducir o minimizar el efecto de la corriente de interferencia directa en la medición de la concentración del analito. Métodos previos de reducción o eliminación de la corriente de interferencia directa incluyen diseñar tiras de ensayo que impidan que los compuestos de interferencia alcancen el electrodo de trabajo, reduciendo o eliminando de esta manera la corriente de interferencia directa atribuible a los compuestos excluidos.

Una estrategia para reducir los efectos de los compuestos de interferencia que generan corriente de interferencia Directa es colocar una membrana cargada negativamente en la parte superior del electrodo de trabajo. Como un ejemplo, puede colocarse un fluoropolímero sulfonatado tal como NAFION^TM sobre el electrodo de trabajo para repeler todos los productos químicos cargados negativamente. En general, muchos compuestos de interferencia, incluyendo el ascorbato y el urato, tienen una carga negativa, y por tanto, no se oxidan en el electrodo de trabajo cuando la superficie del electrodo de trabajo se cubre con una membrana cargada negativamente. Sin embargo,...

1. Un medidor (500) para usar en la detección de analitos, comprendiendo dicho medidor (500):

en el que dichas primera y segunda fuentes de voltaje generan un primer potencial en dicho primer conector y un segundo potencial de dicho segundo conector cuando se inserta una tira de ensayo en dicho medidor y se aplica una muestra a dicha tira de ensayo, en el que dicho primer y segundo voltaje tienen la misma polaridad y dicho segundo potencial tiene una magnitud superior a la de dicho primer potencial; y

en el que dicho medidor mide un primer valor de corriente en dicho primer conector y un segundo valor de corriente en dicho segundo conector a un tiempo predeterminado después de que dicha tira de ensayo se inserte y se aplique la muestra;

caracterizado por que dicho medidor se adapta para calcular un valor corregido de la corriente del analito usando la siguiente fórmula:

en la que: A₁, es dicha corriente del analito corregida; W₁, es la corriente en dicho primer conector medida en dicho tiempo determinado; W₂ es la corriente medida en dicho segundo conector a dicho tiempo predeterminado; X es un factor del efecto de voltaje dependiente del analito; e Y es un factor del efecto de voltaje dependiente del compuesto de interferencia.