TIRA PARA PRUEBA ELECTROQUIMICA PARA USAR EN LA DETERMINACION DE ANALITOS.

Una tira para prueba electroquímica (10), que comprende:

(a) una zona de reacción definida por electrodos en oposición en funcionamiento (12) y de referencia (14) separados por una capa espaciadora (16);

y

(b) un sistema de reactivo redox presente en dicha zona de reacción,

en la que:

dicho sistema de reactivo redox comprende al menos una enzima y un mediador;

dicho electrodo de referencia (14) tiene una superficie con la cara hacia la zona de reacción del metal;

dicha superficie metálica de dicho electrodo de referencia (14) está modificado con una capa de modificación de superficie homogénea formada por moléculas de auto-ensamblaje que tienen la fórmula

HS-(CH2)n-SO3Y;

n es un número entero de 1 a 6;

Y es H o un catión; y

todas las moléculas de auto-ensamblaje mencionadas son idénticas

Tira para prueba electroquímica para usar en la determinación de analitos.

Campo de la invención

El campo de la presente invención es la determinación de analitos, particularmente la determinación electroquímica de analitos y, más particularmente, la determinación electroquímica de analitos en sangre.

Antecedentes

La detección de analitos en fluidos fisiológicos, por ejemplo sangre o productos derivados de la sangre, es de una importancia cada vez mayor en la sociedad de hoy. Los ensayos de detección de analitos son útiles en diversas aplicaciones, incluidos los análisis clínicos, las pruebas domiciliarias etc., en las que los resultados de dichas pruebas desempeñan un papel fundamental en el diagnóstico y tratamiento de diversos estados patológicos. Entre los analitos de interés se incluyen la glucosa para el control de la diabetes, el colesterol y similares. En respuesta a esta creciente importancia de la detección de analitos se han desarrollado diversos protocolos y dispositivos de detección de analitos tanto para el uso clínico como el domiciliario.

Un tipo de procedimiento que se emplea para la detección de analitos es un procedimiento electroquímico. En dichos procedimientos, se coloca una muestra de líquido acuoso en una zona de reacción en una celda electroquímica que comprende dos electrodos, es decir un electrodo de referencia y un electrodo activo, en la que los electrodos presentan una impedancia que los convierte en adecuados para la medición amperiométrica. El componente que se ha de analizar se deja reaccionar directamente con un electrodo, o directa o indirectamente con un reactivo redox para formar una sustancia oxidable (o reducible) en una cantidad correspondiente a la concentración del componente a analizar, es decir el analito. A continuación, la cantidad de la sustancia oxidable (o reducible) presente se estima electroquímicamente y se relaciona con la cantidad de analito presente en la muestra inicial.

En los detectores electroquímicos de analitos usados para la práctica de los procedimientos descritos en lo que antecede, a menudo es deseable modificar la superficie de los electrodos metálicos para que sean hidrófilos. Se han desarrollado diversas técnicas para modificar las superficies de los electrodos metálicos. No obstante, dichos electrodos modificados tienden a tener una vida de almacenamiento limitada, lo que limita sus posibles aplicaciones.

Como tal, existe un continuado interés en la identificación de nuevos procedimientos para modificar las superficies de los electrodos metálicos para usar en la detección electroquímica de analitos. De particular interés sería el desarrollo de un procedimiento que tenga como resultado una superficie hidrófila estable al almacenamiento que proporcione un tiempo de absorción rápido y que no interfiera en las mediciones electroquímicas del electrodo.

Bibliografía relevante

Entre los documentos de patentes de EE.UU. de interés se incluyen: Las patentes de EE.UU. nº 5.9425102 y 5.9725199. La patente de EE.UU. nº 5.834.224 desvela un sensor electroquímico que contiene un material de soporte que tiene una superficie de metal noble al que está unido una enzima, tal como la glucosa oxidasa, a través de moléculas de unión. Las moléculas de unión están unidas a la superficie metálica mediante grupos de anclaje, tales como grupos tiol, disulfuro o fosfina. Otros documentos de patentes de interés se incluyen: los documentos WO 97/18465 y GB 2304628. El documento WO 99/49307 desvela un electrodo metálico estabilizado mediante un revestimiento, en el que el revestimiento comprende en su estructura molecular un residuo que contiene azufre. El revestimiento puede también incluir un grupo hidrófilo y un espaciador entre el residuo que contiene azufre y el grupo hidrófilo.

Otras referencias de interés incluyen: Dalmia y col., J. Electroanalytical Chemistry (1997) 430: 205-214; Nakashi-ma y col., J. Chem. Soc. (1990) 12: 845 847; y Palacin y col., Chem. Mater. (1996) 8:1316-1325.

Sumario de la invención

Se proporcionan tiras y procedimientos para prueba electroquímica para su uso en la detección de un analito, por ejemplo glucosa, en una muestra fisiológica, por ejemplo sangre. Las tiras para la prueba objeto de la invención comprenden: (a) una zona de reacción definida por electrodos en funcionamiento y de referencia en posiciones opuestas separados por una capa espaciadora; y (b) un sistema de reactivo redox presente en dicha zona de reacción, en el que: Dicho sistema de reactivo redox comprende al menos una enzima y un mediador; dicho electrodo de referencia tiene una superficie de cara a la zona de reacción del metal; dicha superficie metálica de dicho electrodo de referencia se modifica con una capa de modificación de superficie homogénea hecha de moléculas de auto-ensamblaje que tienen la fórmula -(CH₂)_n-SO₃Y; n es un número entero de 1 a 6; Y es H o un catión; y todas estas moléculas de auto-ensamblaje son idénticas. Las tiras para prueba electroquímicas objeto de este documento encuentran aplicación en la detección de una amplia variedad de analitos y son particularmente adecuadas para usar en la detección de glucosa.

Breve descripción de las figuras

Las figuras 1 y 2 proporcionan una representación de una tira para prueba electroquímica de acuerdo con la invención sujeto.

La figura 3 proporciona un análisis del ángulo de contacto de varios electrodos metálicos tratados con cistina a varios tiempos tras el tratamiento.

La figura 4 proporciona un análisis del tiempo de absorción de varios electrodos metálicos tratados en cistina a varios tiempos tras el tratamiento.

Las figuras 5A y 5B proporcionan un análisis del ángulo de contacto de varios electrodos metálicos tratados con MESA a varios tiempos tras el tratamiento.

La figura 6 proporciona un análisis del tiempo de absorción de varios electrodos metálicos tratados con MESA a varios tiempos tras el tratamiento.

La figura 7 proporciona una comparación del tiempo de absorción de varios electrodos revestidos con cistina y MESA.

Descripción de las formas de realización específicas

Se proporcionan tiras para prueba electroquímica para usar en la detección de analitos en una muestra fisiológica. En las tiras para prueba sujeto, dos electrodos opuestos separados por una fina capa espaciadora definen un área de reacción. Una característica crítica de las tiras para la prueba sujeto es que al menos uno de los electrodos tiene una superficie que está modificada con una capa de modificación de superficie hecha de moléculas lineales que tienen un grupo terminal sulfhidrilo y un grupo terminal sulfonato separados por un grupo de unión de alquilo inferior. En la zona de reacción están presentes reactivos redox que comprenden una enzima y un mediador. También se proporcionan procedimientos para usar las tiras para prueba sujeto en la detección de analitos, por ejemplo la determinación de glucosa. En una descripción más a fondo de la invención sujeto, primero se describirá la tira para prueba electroquímica, seguida por una revisión más profunda de los procedimientos sujeto para usar las tiras de prueba en la detección de analitos.

Antes de describir más a fondo la invención sujeto, debe entenderse que la invención no está limitada a las formas de realización concretas de la invención que se describen a continuación, dado que se pueden realizar variaciones de las formas de realización concretas y todavía entrarán dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. También debe entenderse que la terminología empleada es para el fin de describir formas de realización concretas y no se pretende que sea limitante. En su lugar, el alcance de la presente invención se establecerá en las reivindicaciones adjuntas.

En esta especificación y las reivindicaciones adjuntas, las referencias en singular incluyen el plural, a menos que el contexto dicte claramente otra cosa. A menos que se defina otra cosa, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente memoria descriptiva tienen el mismo significado que un experto en la técnica a la que la presente invención pertenece entiende habitualmente.

Tiras para prueba electroquímica

Como se ha resumido en lo que antecede, las tiras para prueba electroquímica de la invención sujeto están hechas de dos electrodos opuestos separados por una fina capa espaciadora, en la que...

1. Una tira para prueba electroquímica (10), que comprende:

(a) una zona de reacción definida por electrodos en oposición en funcionamiento (12) y de referencia (14) separados por una capa espaciadora (16); y

(b) un sistema de reactivo redox presente en dicha zona de reacción,

en la que:

dicho sistema de reactivo redox comprende al menos una enzima y un mediador;

dicho electrodo de referencia (14) tiene una superficie con la cara hacia la zona de reacción del metal;

dicha superficie metálica de dicho electrodo de referencia (14) está modificado con una capa de modificación de superficie homogénea formada por moléculas de auto-ensamblaje que tienen la fórmula

HS-(CH₂)_n-SO₃Y;

n es un número entero de 1 a 6;

Y es H o un catión; y

todas las moléculas de auto-ensamblaje mencionadas son idénticas.

2. La tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la superficie de al menos dicho electrodo de referencia (14) comprende un metal seleccionado del grupo constituido por oro, paladio, plata, iridio y acero inoxidable.

3. La tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que dicha al menos una enzima incluye una enzima oxidante.

4. La tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con la reivindicación 3, en la que dicha enzima oxidante es una enzima oxidante de glucosa.

5. La tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha molécula de auto-ensamblaje es ácido 2-mercaptoetano sulfónico o una sal del mismo.

6. La tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha zona de reacción tiene un volumen que varía de 0,1 a 10 µl.

7. Un procedimiento para determinar la concentración de un analito en una muestra fisiológica, en el que dicho procedimiento comprende:

(a) aplicar dicha muestra fisiológica a una tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes;

(b) detectar una señal eléctrica en dicha zona de reacción usando dichos electrodos; y

(c) relacionar dicha señal eléctrica detectada con la cantidad de dicho analito en dicha muestra.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicho analito es glucosa.

9. Un kit para usar en la determinación de la concentración de un analito en una muestra fisiológica, en el que dicho kit comprende:

(a) una tira para prueba electroquímica (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y

(b) al menos una de: