Procedimiento de cuantificación de un sustrato, que comprende las etapas siguientes:

preparar un elemento analítico (1) que comprende una cavidad (4) para alojar una muestra, un electrodo de trabajo (2) y un contraelectrodo (3) expuestos hacia el interior de dicha cavidad, una capa reactiva que comprende por lo menos una oxidorreductasa y que está formada en el interior o en la proximidad de dicha cavidad, un puerto de muestras (9) desde el cual se introduce la muestra en la cavidad, un conducto de ventilación (5) abierto en la proximidad de la cavidad y un elemento de punción (6); puncionar la piel del sujeto mediante el elemento de punción, mientras que tanto el puerto de alimentación de muestras como el conducto de ventilación son cerrados por el elemento de punción;

desplazar el elemento de punción hacia una posición, en la cual el conducto de ventilación está abierto para hacer que un fluido corporal sea introducido en la cavidad; y

desplazar el elemento de punción hacia una posición, en la cual el elemento de punción cierra el conducto de ventilación y el puerto de alimentación de muestras y su extremo en punta no sobresale del puerto de alimentación hacia el exterior del elemento analítico, aplicar un voltaje entre dicho electrodo de trabajo y dicho contraelectrodo; y

detectar una corriente que fluye a través del electrodo de trabajo para medir la concentración del sustrato contenido en el fluido corporal.

Procedimiento de cuantificación de un sustrato.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para cuantificar de forma rápida y muy exacta un sustrato contenido en una muestra.

Técnica anterior Se han desarrollado procedimientos que utilizan polarimetría, colorimetría, reductimetría y diversas cromatografías como procedimientos para el análisis cuantitativo de azúcares tales como sacarosa y glucosa. No obstante, todos estos procedimientos son poco específicos para los azúcares y, por consiguiente, poco exactos. Entre estos procedimientos, la polarimetría es de manipulación sencilla, pero resulta notablemente afectada por la temperatura durante la manipulación. Por lo tanto, la polarimetría no es adecuada como procedimiento para una cuantificación sencilla de los azúcares en casa, etc., para la gente común.

Recientemente, se han estado desarrollando diversos tipos de biosensores que utilizan la acción catalítica específica de enzimas.

A continuación se describirá un procedimiento de cuantificación de la glucosa como un ejemplo del procedimiento de cuantificación de un sustrato contenido en una muestra. Como procedimiento electroquímico de cuantificación de la glucosa es bien conocido en general un procedimiento que utiliza glucosa oxidasa (EC 1.1.3.4: en lo sucesivo designada abreviadamente GOD) y un electrodo de oxígeno o un electrodo de peróxido de hidrógeno (ver, por ejemplo, "Biosensor" ed. por Shuichi Suzuki, Kodansha) .

La GOD oxida selectivamente la º-D-glucosa como sustrato a D-glucono-δ-lactona utilizando oxígeno como mediador electrónico. En presencia de oxígeno, durante el proceso de oxidación por GOD el oxígeno se reduce a peróxido de hidrógeno. El electrodo de oxígeno mide la disminución de oxígeno o el electrodo de peróxido mide el incremento de peróxido de hidrógeno. Ya que la disminución de oxígeno y el aumento de peróxido son proporcionales al contenido de glucosa de la muestra, es posible la cuantificación de la glucosa basándose en la disminución de oxígeno o el aumento de peróxido de hidrógeno.

El procedimiento anterior utiliza la especificidad de la reacción enzimática para permitir una cuantificación exacta de la glucosa. Sin embargo, como especulación derivada del proceso de reacción, existe el inconveniente de que la concentración de oxígeno de la muestra afecta ampliamente a los resultados de la medición y en ausencia de oxígeno en la muestra la medición es inviable.

En tales circunstancias, se han desarrollado sensores de glucosa de un nuevo tipo que utilizan como mediador electrónico ferricianuro potásico, un compuesto orgánico o un complejo metálico tal como un derivado de ferroceno y un derivado de quinona sin utilizar oxígeno como mediador electrónico. En los sensores de este tipo, el mediador electrónico en forma reducida resultante de la reacción enzimática se oxida en el electrodo de trabajo y la concentración de glucosa contenida en la muestra puede determinarse basándose en la cantidad de esta corriente de oxidación. En este momento, en el contraelectrodo, tiene lugar una reacción en la cual el mediador electrónico en forma oxidada se reduce para producir mediador electrónico en forma reducida. Con la utilización de un compuesto orgánico o un complejo metálico de esta clase como mediador electrónico en lugar de oxígeno, es posible formar una capa reactiva, mientras una cantidad conocida de GOD y el mediador electrónico se cargan en el electrodo en estado estable y de forma precisa, de modo que es posible la cuantificación exacta de la glucosa sin que sea afectada por la concentración de oxígeno de la muestra. En este caso, también es posible integrar la capa reactiva, en un estado casi seco, con un sistema de electrodos, y de ahí la gran atención que reciben recientemente los sensores de glucosa desechables basados en esta técnica. Un ejemplo habitual es un biosensor dado a conocer en la publicación de patente japonesa Nº 2517153. Con un sensor de glucosa desechable de esta clase, es posible medir fácilmente la concentración de glucosa con un dispositivo de medición, sencillamente introduciendo una muestra en el sensor conectado separablemente con el dispositivo de medición. La aplicación de una técnica de esta clase no está limitada a la cuantificación de la glucosa y puede extenderse a la cuantificación de cualquier otro sustrato contenido en la muestra.

En los biosensores convencionales anteriormente mencionados, incluso después de la introducción de la muestra en el biosensor, parte de la muestra se encuentra expuesta al exterior y, por lo tanto, parte de la muestra se evapora durante la medición, posiblemente provocando un cambio en la concentración de sustrato de la muestra. Aunque los biosensores convencionales son capaces de medir una muestra del orden del microlitro, durante los últimos años se esperaba con impaciencia, en diversos campos, el desarrollo de biosensores capaces de medir una muestra en una cantidad todavía más pequeña. Sin embargo, con la disminución de la muestra, incluso un ligero cambio en la concentración del sustrato puede causar variaciones de los valores medidos en los biosensores convencionales.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento analítico que pueda evitar la evaporación de una muestra durante la medición, y en consecuencia cuantificar un sustrato utilizando una cantidad muy pequeña de muestra con una elevada exactitud y que pueda evitar la dispersión de la muestra durante la medición y después de la misma, y por lo tanto sea higiénicamente excelente.

Exposición de la invención Un procedimiento de cuantificación de un sustrato según la presente invención comprende las etapas de la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista esquemática que muestra la configuración de un dispositivo de medición adecuado para realizar la presente invención.

La figura 2 es una vista ampliada de la sección II-II" de la figura 1.

La figura 3 son vistas en sección transversal longitudinal que muestran el funcionamiento del elemento de punción de un elemento analítico adecuado para realizar la presente invención.

La figura 4 es una vista en sección transversal longitudinal de un elemento analítico útil para realizar la presente invención en la cual se omiten la capa reactiva y la capa surfactante.

La figura 5 es una vista en sección longitudinal transversal de un elemento analítico en la cual se omiten la capa reactiva y la capa surfactante.

La figura 6 es una vista frontal de un elemento similar a una barra del mismo elemento analítico.

La figura 7 es una vista en sección longitudinal transversal de un elemento analítico en la cual se omiten la capa reactiva y la capa surfactante.

La figura 8 es una vista en sección transversal de un elemento analítico.

La figura 9 es una vista en perspectiva explosionada del mismo elemento analítico en la cual se omiten la capa reactiva y la capa surfactante.

La figura 10 es una vista en perspectiva de un elemento analítico.

La figura 11 es una vista esquemática que muestra la configuración de un elemento analítico y un dispositivo de medición.

Mejor modo de poner en práctica la invención Un elemento analítico útil para poner en práctica la presente invención comprende una cavidad para alojar una muestra, un electrodo de trabajo y un contraelectrodo expuesto en el interior de la cavidad, una capa reactiva que comprende por lo menos una oxidorreductasa y que se forma en el interior o cerca de la cavidad, una abertura que comunica con la cavidad y un elemento que recubre la abertura. En este elemento analítico, puesto que después de la introducción de la muestra puede cerrarse la abertura mediante el elemento que recubre la abertura, la muestra que se encuentra en el interior de la cavidad no resulta expuesta al aire exterior y, por lo tanto, es posible evitar la evaporación de la muestra. Esto conduce en particular a una mejora de la exactitud de las mediciones que se realizan utilizando una cantidad muy pequeña de muestra. Además, también evita la dispersión de la muestra al exterior durante la medición y después de la misma, y por lo tanto es posible disponer de un elemento analítico higiénicamente excelente incluso utilizando una muestra infecciosa tal como sangre específicamente.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de cuantificación de un sustrato, que comprende las etapas siguientes:

preparar un elemento analítico (1) que comprende una cavidad (4) para alojar una muestra, un electrodo de trabajo (2) y un contraelectrodo (3) expuestos hacia el interior de dicha cavidad, una capa reactiva que comprende por lo menos una oxidorreductasa y que está formada en el interior o en la proximidad de dicha cavidad, un puerto de muestras (9) desde el cual se introduce la muestra en la cavidad, un conducto de ventilación (5) abierto en la proximidad de la cavidad y un elemento de punción (6) ; puncionar la piel del sujeto mediante el elemento de punción, mientras que tanto el puerto de alimentación de muestras como el conducto de ventilación son cerrados por el elemento de punción;

desplazar el elemento de punción hacia una posición, en la cual el conducto de ventilación está abierto para hacer 15 que un fluido corporal sea introducido en la cavidad; y desplazar el elemento de punción hacia una posición, en la cual el elemento de punción cierra el conducto de ventilación y el puerto de alimentación de muestras y su extremo en punta no sobresale del puerto de alimentación hacia el exterior del elemento analítico, aplicar un voltaje entre dicho electrodo de trabajo y dicho contraelectrodo; y detectar una corriente que fluye a través del electrodo de trabajo para medir la concentración del sustrato contenido en el fluido corporal.