PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR CONCENTRACIONES DE ANALITO CORREGIDAS CON HEMATOCRITO.

Procedimiento para determinar concentraciones de analito corregidas con hematocrito 1. Prioridad La presente solicitud reivindica los beneficios de la prioridad bajo el artículo 119, título 35 del U. S. C. a partir de la solicitud provisional S. N. 60/850.173 presentada el 5 de octubre de 2006, titulada: Procedimiento para determinar concentraciones de analito corregidas con hematocrito. 2. Antecedentes de la invención Las tiras de prueba de glucosa electroquímica, tales como las que se usan en el kit de pruebas de sangre completa OneTouch® Ultra®, que se encuentra disponible a través de LifeScan, Inc., se diseñan 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 flavoenzima glucosa oxidasa. Las reacciones que pueden tener lugar en una tira de prueba de glucosa se resumen a continuación en las ecuaciones 1 y 2. DGlucosa + GO(ox) Ácido glucónico + GO(red) (1) GO(red) + 2 FE(CN)6 3 GO(ox) + 2 Fe(CN)6 4 (2) Tal como se muestra en la ecuación 1, la glucosa se oxida en ácido glucónico por la forma oxidada de la glucosa oxidasa (GO(ox)). Ha de observarse que también puede hacerse referencia a la GO(ox) como una enzima oxidada. Durante la reacción en la ecuación 1, la enzima oxidada GO(ox) se convierte en su estado reducido que se indica como GO(red) (es decir, enzima reducida). A continuación, la enzima reducida GO(red) se vuelve a oxidar de vuelta a GO(ox) mediante una reacción con Fe(CN)6 3 (al que se hace referencia como o bien el mediador oxidado o bien ferricianuro) tal como se muestra en la ecuación 2. Durante la regeneración de GO(red) de vuelta a su estado oxidado GO(ox), el Fe(CN)6 3 se reduce a Fe(CN)6 4 (al que se hace referencia como o bien el mediador reducido o bien ferrocianuro). Cuando las reacciones que se han expuesto anteriormente se llevan a cabo aplicando un voltaje de prueba entre dos electrodos, una corriente de prueba puede crearse mediante la reoxidación electroquímica del mediador reducido en la superficie de electrodo. Por lo tanto, debido a que, en un entorno ideal, la cantidad de ferrocianuro que se crea durante la reacción química que se describe anteriormente es directamente proporcional a la cantidad de glucosa en la muestra que se coloca entre los electrodos, la corriente de prueba generada sería proporcional al contenido de glucosa de la muestra. Un mediador, tal como el ferricianuro, es un compuesto que acepta electrones a partir de una enzima tal como la glucosa oxidasa y a continuación dona los electrones a un electrodo. A medida que aumenta la concentración de glucosa en la muestra, la cantidad de mediador reducido formado también aumenta, de este modo, hay una relación directa entre la corriente de prueba que resulta de la reoxidación del mediador reducido y la concentración de glucosa. En particular, la transferencia de electrones a través de la superficie de contacto eléctrica da como resultado un flujo de corriente de prueba (2 moles de electrones por cada mol de glucosa que se oxida). Puede hacerse referencia a la corriente de prueba que resulta de la introducción de glucosa, por lo tanto, como una corriente de glucosa. Debido a que puede ser muy importante conocer la concentración de glucosa en sangre, en particular en personas con diabetes, se han desarrollado unos medidores de prueba usando los principios que se han expuesto anteriormente para permitir que la persona promedio muestree y someta a prueba su sangre para determinar la concentración de glucosa en cualquier instante dado. La corriente de glucosa generada se supervisa por el medidor de prueba y se convierte en una lectura de la concentración de glucosa usando un algoritmo que relaciona la corriente de prueba con una concentración de glucosa a través de una fórmula matemática simple. En general, los medidores de prueba trabajan en conjunción con una tira de prueba desechable que incluye una cámara de recepción de muestras y al menos dos electrodos que se disponen en el interior de la cámara de recepción de muestras además de la enzima (por ejemplo, glucosa oxidasa) y el mediador (por ejemplo, ferricianuro). Durante su uso, el usuario pincha su dedo u otro lugar conveniente para inducir un sangrado e introduce una muestra de sangre en la cámara de recepción de muestras, iniciando de este modo la reacción química que se ha expuesto 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 superficie de contacto eléctrica y permite el flujo de corriente en el electrodo de carbono de la superficie de trabajo. En segundo lugar, mide la corriente que fluye en el circuito externo entre el ánodo (el electrodo de trabajo) y el cátodo (el electrodo de referencia). Puede, por lo tanto, considerarse que el medidor de prueba es un sistema electroquímico simple que funciona en un modo de dos electrodos a pesar de que, en la práctica, pueden usarse unos electrodos tercero e incluso cuarto para facilitar la medición de la glucosa y/o realizar otras funciones en el medidor. En la mayoría de las situaciones, se considera que la ecuación que se ha expuesto anteriormente es una aproximación suficiente de la reacción química que tiene lugar en la tira de prueba y que el medidor de prueba emite 2 E07824026 10-01-2012   como salida una representación suficientemente precisa del contenido de glucosa de la muestra de sangre. No obstante, en ciertas circunstancias y para ciertos fines, puede ser ventajoso mejorar la precisión de la medición. Por ejemplo, unas muestras de sangre que tienen un alto nivel de hematocrito o bajo nivel de hematocrito pueden dar lugar a que una medición de glucosa sea poco precisa. Un nivel de hematocrito representa un porcentaje del volumen de una muestra de sangre completa ocupada por glóbulos rojos. El nivel de hematocrito puede también representarse como una fracción de glóbulos rojos presente en una muestra de sangre completa. En general, una muestra de sangre con contenido en hematocrito alto es más viscosa (hasta aproximadamente 10 centipoise a un 70 % de hematocrito) que una muestra de sangre con contenido en hematocrito bajo (aproximadamente 3 centipoise a un 20 % de hematocrito). Además, una muestra de sangre con contenido en hematocrito alto tiene un contenido en oxígeno más alto que una sangre con contenido en hematocrito bajo debido al aumento concomitante en hemoglobina, que un portador para oxígeno. Por lo tanto, el nivel de hematocrito puede influir en la viscosidad y en el contenido en oxígeno de la sangre. Tal como se describirá posteriormente, tanto la viscosidad como el contenido en oxígeno puede cambiar la magnitud de la corriente de glucosa y a su vez dar lugar a que la concentración de glucosa sea poco precisa. Una muestra de alta viscosidad (es decir, una muestra de sangre con contenido en hematocrito alto) puede dar lugar a que la corriente de prueba disminuya para una variedad de factores tal como una disminución en 1) la velocidad de disolución de la enzima y/o el mediador, 2) la velocidad de reacción de la enzima, y 3) la difusión de un mediador reducido hacia el electrodo de trabajo. Una disminución en la corriente que no esté basada en una disminución en la concentración de glucosa puede potencialmente dar lugar a que se mida una concentración de glucosa poco precisa. Una velocidad de disolución más lenta de la capa de reactivo puede ralentizar la reacción enzimática tal como se muestra en las ecuaciones 1 y 2 debido a que la enzima oxidada GO(ox) debe de disolverse en primer lugar antes de que ésta pueda reaccionar con la glucosa. De forma similar, el ferricianuro (Fe(CN)6 3 ) debe de disolverse en primer lugar antes de que éste pueda reaccionar con la enzima reducida GO(red). Si la enzima oxidada GO(ox) no disuelta no puede oxidar la glucosa, entonces la enzima reducida GO(red) no puede producir el mediador reducido Fe(CN)6 4 que es necesario para generar la corriente de prueba. Además, la enzima oxidada GO(ox) reaccionará con la glucosa y el mediador oxidado Fe (CN)6 3 más lentamente si ésta se encuentra en una muestra de alta viscosidad como opuesto a una muestra de baja viscosidad. La más lenta velocidad de reacción con las muestras de alta viscosidad se atribuye a una disminución global en la difusión de masa. Tanto la enzima oxidada GO(ox) como la glucosa deben chocar e interaccionar entre sí para que la reacción tenga lugar tal como se muestra en la ecuación 1. La capacidad de la enzima oxidada GO(ox) y glucosa para chocar e interactuar entre sí se ralentiza cuando éstas se encuentran una muestra viscosa. Aún más, el mediador reducido Fe(CN)6 4 se difundirá al electrodo de trabajo más lentamente cuando... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de cálculo de una concentración de glucosa corregida con hematocrito en una muestra de fluido, comprendiendo el procedimiento: proporcionar una tira de prueba que comprende un electrodo de referencia y un electrodo de trabajo formado con una pluralidad de microelectrodos y recubierto con una capa de reactivo; aplicar una muestra de fluido a la tira de prueba durante un periodo de reacción; aplicar un voltaje de prueba entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo; medir una corriente de prueba como una función del tiempo; medir un valor de corriente de estado estacionario cuando la corriente de prueba ha alcanzado un equilibrio; calcular una proporción de la corriente de prueba con respecto al valor de corriente de estado estacionario; trazar la proporción de la corriente de prueba con respecto al valor de corriente de estado estacionario como una función de la inversa de la raíz cuadrada del tiempo; calcular un coeficiente de difusión efectiva a partir de la pendiente de la representación gráfica de regresión lineal de la proporción de la corriente de prueba con respecto al valor de corriente de estado estacionario como una función de la inversa de la raíz cuadrada del tiempo; y calcular una concentración corregida con hematocrito del analito. 2. Un procedimiento de determinación un tipo de muestra de fluido aplicada a la tira de prueba, comprendiendo el procedimiento: proporcionar una tira de prueba que tiene un electrodo de referencia y un electrodo de trabajo, en la que el electrodo de trabajo se forma con una pluralidad de microelectrodos y se recubre con una capa de reactivo; aplicar una muestra de fluido a la tira de prueba durante un periodo de reacción; aplicar un voltaje de prueba entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo; medir una corriente de prueba como una función del tiempo; medir un valor de corriente de estado estacionario cuando la corriente de prueba ha alcanzado un equilibrio; calcular una proporción de la corriente de prueba con respecto al valor de corriente de estado estacionario; trazar la proporción de la corriente de prueba con respecto al valor de corriente de estado estacionario como una función de la inversa de la raíz cuadrada del tiempo; calcular un coeficiente de difusión efectiva a partir de la pendiente de la representación gráfica de regresión lineal de la proporción de la corriente de prueba con respecto al valor de corriente de estado estacionario como una función de la inversa de la raíz cuadrada del tiempo; determinar un tipo de una muestra de fluido aplicada a la tira de prueba comparando un valor medido para el coeficiente de difusión efectiva frente a un intervalo de aceptación para un fluido corporal y una disolución de control; y visualizar un mensaje de error adecuado si el coeficiente de difusión efectiva no pasa el intervalo de aceptación para el tipo de muestra de fluido aplicada a la tira de prueba. 3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en la que la etapa de cálculo del coeficiente de difusión efectiva utiliza una ecuación de la forma: en la que: I(t) es el valor de corriente en microamperios, medida en el instante t; ISS es la corriente de estado estacionario en microamperios; rd es el radio de un microelectrodo en centímetros; y t es el tiempo en segundos. 4. El procedimiento de la reivindicación 3, en la que la etapa de cálculo de una concentración corregida con hematocrito del analito comprende además: sustituir el coeficiente de difusión estimado en una ecuación de la forma: en la que: Cred es una concentración de mediador reducida; ISS es la corriente de estado estacionario en microamperios; n es el número de electrones que se intercambian por ión que se somete a una reacción de oxidación/reducción; E07824026 10-01-2012   F es la constante de Faraday; D es el coeficiente de difusión estimado en centímetr o2 /segundo; y rd es el radio del microelectrodo en centímetros; generar una curva de calibración en la que un eje Y es la concentración de mediador reducida y un eje X es una concentración de analito de referencia; calcular una concentración de analito sustrayendo un punto de intersección de calibración con respecto a la concentración de mediador reducida y dividir con una pendiente de calibración. 5. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en la que la tira de prueba comprende además una parte de aislamiento que se dispone en la pluralidad de microelectrodos y la parte de aislamiento tiene una altura de entre aproximadamente un micrómetro y seis micrómetros. 6. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo están compuestos por oro. 7. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en la que la capa de reactivo comprende una enzima, un mediador y un agente de tamponamiento en la que el mediador comprende hexamina de rutenio (III). 8. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que el diámetro de cada uno de la pluralidad de microelectrodos es de entre aproximadamente 5 micrómetros y 50 micrómetros. 9. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que cada uno de la pluralidad de microelectrodos se separa por una distancia que varía desde aproximadamente 5 a 10 veces el diámetro de un microelectrodo o que varía desde aproximadamente 25 micrómetros hasta 500 micrómetros. 10. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que la forma de cada uno de la pluralidad de microelectrodos se selecciona de un grupo que consiste esencialmente en un círculo, un cuadrado, un rectángulo, un óvalo y una elipse y combinaciones de las mismas. 11. Un sistema que comprende: una tira de prueba que tiene un electrodo de referencia y un electrodo de trabajo, en la que el electrodo de trabajo se forma con una pluralidad de microelectrodos y se recubre con una capa de reactivo, y un medidor de prueba que comprende: un circuito electrónico para aplicar un voltaje de prueba entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo; y un procesador de señal para medir una corriente de prueba y para calcular un coeficiente de difusión efectiva. 12. El sistema de la reivindicación 11, en el que la tira de prueba comprende además una parte de aislamiento que se dispone en la pluralidad de microelectrodos y la parte de aislamiento tiene una altura de entre aproximadamente un micrómetro y seis micrómetros. 13. El sistema de la reivindicación 11, en el que el coeficiente de difusión efectiva se calcula a partir de la pendiente de la representación gráfica de regresión lineal de frente a en base a una ecuación de la forma: en la que: I(t) es la corriente de prueba en microamperios, medida en el instante t; ISS es la corriente de estado estacionario en microamperios; rd es el radio de un microelectrodo en centímetros; y t es el tiempo en segundos. 14. El sistema de la reivindicación 13, en el que una concentración de glucosa corregida con hematocrito se calcula usando el coeficiente de difusión estimado y una ecuación de la forma: en la que: 16 E07824026 10-01-2012   Cred es una concentración de mediador reducida; ISS es la corriente de estado estacionario en microamperios; n es el número de electrones que se intercambian por ión que se somete a una reacción de oxidación/reducción; F es la constante de Faraday; D es un coeficiente de difusión estimado en centímetro 2 /segundo; y rd es el radio del microelectrodo en centímetros. 15. El sistema de la reivindicación 14, en el que un coeficiente de difusión efectiva se usa para discriminar entre una muestra de fluido de sangre completa y una muestra de fluido de disolución de control comparando el coeficiente de difusión efectiva con un intervalo de aceptación para sangre completa y un intervalo de aceptación para la disolución de control y el coeficiente de difusión efectiva se usa para determinar si una tira de prueba se forma con una pluralidad de microelectrodos sustituyendo el coeficiente de difusión efectiva en una ecuación de la forma: En la que: es un coeficiente de difusión efectiva corregido en temperatura en centímetro 2 /segundo; D es un coeficiente de difusión estimado efectivo en centímetro 2 /segundo; es una constante conocida para la difusión en función de la temperatura; T es la temperatura en Kelvin de la muestra de fluido tal como se mide por el medidor de prueba; y T0 es una temperatura de referencia en Kelvin. 17 E07824026 10-01-2012   18 E07824026 10-01-2012   19 E07824026 10-01-2012   E07824026 10-01-2012   21 E07824026 10-01-2012   22 E07824026 10-01-2012   23 E07824026 10-01-2012   24 E07824026 10-01-2012   E07824026 10-01-2012   26 E07824026 10-01-2012   27 E07824026 10-01-2012   28 E07824026 10-01-2012   29 E07824026 10-01-2012   E07824026 10-01-2012   31 E07824026 10-01-2012   32 E07824026 10-01-2012   33 E07824026 10-01-2012