Procedimiento para el aseguramiento de la calidad de una banda de prueba de biosensor.

Un procedimiento para aplicar un estímulo que tiene una magnitud deseada a una muestra biológica bajoprueba en una célula de medición de una banda de prueba (800),

el procedimiento comprendiendo las fases de:

la recepción de la banda de prueba (800) que comprende un electrodo contrario (216a), y un electrodo de trabajo(814a) en el interior de un dispositivo de biosensor;

la aplicación de un estímulo a la banda de prueba (80) con un amplificador operacional (320) el cual está conectadoen una configuración de seguidor de la tensión y una fuente de tensión de referencia conectada al amplificadoroperacional (320) que comprende la aplicación de un estímulo al electrodo contrario (216a) para producir unpotencial a través de la célula de medición;

caracterizado por la medición de una diferencia de tensión que es producida a través de la célula de medición enrespuesta al estímulo;

el ajuste de la magnitud del estímulo aplicado a la banda de prueba (800) de tal modo que la diferencia de tensiónproducida a través de la célula de medición tenga sustancialmente la misma magnitud que la magnitud deseada quecomprende la adaptación del estímulo aplicado al electrodo contrario sobre la base de la diferencia de potencialmedida desarrollada a través de la célula de medición.

Procedimiento para el aseguramiento de la calidad de una banda de prueba de biosensor

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para la utilización en la medición de señales tales como aquellas relacionadas con concertaciones de un analítico (tal como la glucosa en la sangre) en un fluido biológico así como aquellas relacionadas con interferentes (tales como hematocrito y temperatura en el caso de glucosa en la sangre) para señales de concentración del analítico. La invención se refiere más particularmente a un procedimiento para el aseguramiento de la calidad de una banda de prueba de biosensor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La medición de la concentración de sustancias en fluidos biológicos es una herramienta importante para el diagnóstico y el tratamiento de muchas condiciones médicas. Por ejemplo, la medición de la glucosa en los fluidos del cuerpo, tales como la sangre, es crucial para el tratamiento eficaz de la diabetes.

La terapia de la diabetes típicamente implicados tipos de tratamiento de insulina: basal y a la hora de las comidas. La insulina basal se refiere a una insulina continua por ejemplo liberada a lo largo del tiempo, a menudo administrada antes de irse a la cama. El tratamiento de insulina a la hora de las comidas proporciona una dosis adicional de una insulina que actúa más rápido para regular las fluctuaciones en la glucosa en la sangre causadas por una variedad de factores, que incluyen la metabolización de azúcares y carbohidratos. Una regulación apropiada de las fluctuaciones de la glucosa en la sangre requiere una medición precisa de la concentración de glucosa en la sangre. El fallo en realizar eso puede producir complicaciones extremas, que incluyen ceguera y una pérdida de circulación en las extremidades, lo cual por último priva al diabético utilizar sus dedos, manos, pies, etcétera.

Son conocidos múltiples procedimientos para la determinación de la concentración de analíticos en una muestra de sangre, tales como, por ejemplo, glucosa. Los procedimientos de este tipo típicamente quedan dentro de una de dos categorías: procedimientos ópticos y procedimientos electroquímicos. Los procedimientos ópticos generalmente implican espectroscopia para observar el cambio del espectro en el fluido causado por la concentración del analítico, típicamente junto con un reactivo que produce un color conocido cuando se combina con el analítico. Los procedimientos electroquímicos generalmente dependen de la correlación entre una corriente (amperometría) , un potencial (potenciometría) o una carga acumulada (voltimetría) y la concentración) del analítico, típicamente junto con un reactivo que produce transportadores de carga cuando se combinan con el analítico. Véanse por ejemplo las patentes americanas números 4, 233, 029 de Columbus, 4, 225, 410 de Pace, 4, 323, 536 de Columbus, 4, 008, 448 de Muggli, 4, 654, 197 de Lilja y otros, 5, 108, 564 de Szuminsky y otros, 5, 120, 420 de Nankai y otros, 5, 128, 015 de Szuminsky y otros, 5, 243, 516 de White, 5, 437, 999 de Diebold y otros, 5, 288, 636 de Pollmann y otros, 5, 628, 890 de Carter y otros, 5, 682, 884 de Hill y otros, 5, 727, 548 de Hill y otros, 5, 997, 817 de Crismore y otros, 6, 004, 441 de Fujiwara y otros, 4, 919, 770 de Priedel, y otros, y 6, 054, 039 de Shieh, así como el WO 99/32881. El biosensor para realizar la prueba es típicamente una banda de prueba desechable que tiene un reactivo en la misma que reacciona químicamente con el analítico de interés en el fluido biológico. La banda de prueba se acopla a un medidor de la prueba no desechable de tal modo que el medidor de la prueba puede medir la reacción entre el analítico y el reactivo a fin de determinar y visualizar la concentración del analítico al usuario.

La figura1 ilustra esquemáticamente una banda de prueba de biosensor desechable típica de la técnica anterior, indicada globalmente en 10 (véanse por ejemplo las patentes americanas números US Nº 4, 999, 582 y 5, 438, 271, cedidas al mismo titular que la presente solicitud) . La banda de prueba 10 está formada en un sustrato no conductor 12, sobre el cual se forman áreas conductoras 14, 16. Un reactivo químico 18 se aplica sobre las áreas conductoras 14, 16 en un extremo de la banda de prueba 10. El reactivo 18 reaccionará con el analítico de interés en la muestra biológica de un modo que puede ser detectado cuandose aplica un potencial de tensión entre los electrodos de medición 14a y 16a.

La banda de prueba 10 por lo tanto tiene una zona de reacción 20 que contiene los electrodos de medición 14a y 16a que entra en contacto directo con una muestra que contiene un analítico para el cual se va a determinar la concentración en la muestra. En un sistema de medición electroquímico amperométrico o voltimétrico, los electrodos de medición 14a, 16a en la zona de reacción 20 están acoplados a un circuito electrónico (típicamente un medidor de la prueba (no representado) en el interior del cual se inserta la banda de prueba 10, como es muy conocido en la técnica) que suministra un potencial eléctrico a los electrodos de medición y mide la respuesta del sensor electroquímico a este potencial (por ejemplo la corriente, la impedancia, la carga, etc.) . Esta respuesta es proporcional a la concentración de analítico.

El medidor de la prueba entra en contacto con la banda de prueba 10 enbornesde contacto 14b, 16b en una zona de contacto 22 de la banda de prueba 10. La zona de contacto 22 está colocada algo remotamente de la zona de medición 20, generalmente (pero no siempre) en un extremo opuesto de la banda de prueba 10. Trazas conductoras 14c, 16c acoplan los bornesde contacto 14b, 16b en la zona de contacto 22 a los respectivos electrodos de medición 14a, 16a en la zona de reacción 20.

Especialmente para los biosensores 10 en los cuales los electrodos, las trazas y los bornesde contacto están compuestos por películas delgadas conductoras (por ejemplo, metales nobles, tinta de carbono, pasta de plata, como ejemplos no limitativos) , la resistividad de las trazas conductoras 14c, 16c que conectan la zona de contacto 22 a la zona de reacción 20 puede sumar varios cientos de Ohm o más. Esta resistencia parasitaria causa una caída de potencial a lo largo de la longitud de las trazas 14c, 16c, de tal modo que el potencial presentado a los electrodos de medición 14a, 16a en la zona de reacción 20 es considerablemente inferior que el potencial aplicado por el medidor de la prueba a los bornesde contacto 14b, 16b de la banda de pruebas 10 en la zona de contacto 22. Puesto que la impedancia de la reacción que tiene lugar dentro de la zona de reacción 20 puede estar dentro de un orden de magnitud de la resistencia parasitaria de las trazas 14c, 16c, la señal que está siendo medida puede tener una derivación significante debido a la caída de I-R (corriente x resistencia) inducida por las trazas. Si esta derivación varía de banda de prueba a banda de prueba, entonces el ruido se añade al resultado de la medición. Adicionalmente, un dañado físico de la banda de prueba 10, tal como abrasión, grietas, rayado, degradación química, etc., puede ocurrir durante la fabricación, la expedición, el almacenaje o la mala manipulación del usuario. Estos defectos pueden dañar las áreas conductoras 14, 16 hasta el punto de que presenten una resistencia extremadamente alta o incluso un circuito abierto. Los incrementos de este tipo en la resistencia de la traza pueden evitar que el medidor de la prueba realice una prueba precisa.

El documento WO 2004/005908 describe un sistema, en el que se aplica una tensión a uno de los electrodos, mide la tensión en el mismo electrodo y entonces ajusta la tensión aplicada a ese electrodo hasta que la tensión medida en ese electrodo alcance la tensión del electrodo deseada. Por lo tanto, se necesitan un sistema y un procedimiento que permitan la confirmación de la integridad de las trazas de bandas de prueba, para la medición de la resistencia parasitaria de las trazas de la banda de prueba y para controlar el nivel de potencial realmente aplicado a los electrodos de medición de la banda de prueba en la zona de reacción. La presente invención se dirige a cubrir estas necesidades.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un procedimiento como se define en la reivindicación independiente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se describirá adicionalmente, a título de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 es una vista en planta esquemática de una banda de prueba típica de la técnica anterior para utilizarla en la medición de la concentración de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para aplicar un estímulo que tiene una magnitud deseada a una muestra biológica bajo prueba en una célula de medición de una banda de prueba (800) , el procedimiento comprendiendo las fases de:

la recepción de la banda de prueba (800) que comprende un electrodo contrario (216a) , y un electrodo de trabajo (814a) en el interior de un dispositivo de biosensor;

la aplicación de un estímulo a la banda de prueba (80) con un amplificador operacional (320) el cual está conectado en una configuración de seguidor de la tensión y una fuente de tensión de referencia conectada al amplificador operacional (320) que comprende la aplicación de un estímulo al electrodo contrario (216a) para producir un potencial a través de la célula de medición;

caracterizado por la medición de una diferencia de tensión que es producida a través de la célula de medición en respuesta al estímulo;

el ajuste de la magnitud del estímulo aplicado a la banda de prueba (800) de tal modo que la diferencia de tensión producida a través de la célula de medición tenga sustancialmente la misma magnitud que la magnitud deseada que comprende la adaptación del estímulo aplicado al electrodo contrario sobre la base de la diferencia de potencial medida desarrollada a través de la célula de medición.

2. El procedimiento de la reivindicación 1 adicionalmente comprendiendo las fases de la utilización de un dispositivo que tiene una impedancia de entrada alta para medir la diferencia de tensión producida a través de la célula de medición en respuesta al estímulo.

3. El procedimiento de la reivindicación 2 en el que el dispositivo que tiene la impedancia de entrada alta comprende un amplificador diferencial (910) .

4. El procedimiento de la reivindicación 1 adicionalmente comprendiendo la fase de:

la comparación de la diferencia de potencial medida a través de la célula de medición con una tensión de referencia deseada;

la utilización de la comparación de la diferencia de potencial a través de la célula de medición y la tensión de referencia deseada para regular la tensión a través del electrodo contrario (216a) y el electrodo de trabajo (814a) .

5. El procedimiento de la reivindicación 4 en el que la tensión de referencia deseada está provista por una referencia de tensión controlada por un microprocesador (314) .

6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que la referencia de tensión controlada por microprocesador

(314) comprende un convertidor de digital a analógico (318) .

7. El procedimiento de la reivindicación 1 adicionalmente comprendiendo la fase de la utilización de una línea de detección contraria (224) y una línea de detección de trabajo (826) para detectar la diferencia de potencial a través de la célula de medición.

8. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la banda de prueba (800) adicionalmente comprende: un borne de contacto de detección de trabajo (826b) operacionalmente acoplado al electrodo de trabajo (814a) ; un borne de contacto del electrodo de trabajo (814b) operacionalmente acoplado al electrodo de trabajo (814a) ; un borne de contacto del electrodo contrario (216b) operacionalmente acoplado al electrodo contrario (216a) ; y un borne de contacto de detección contrario (224b) operacionalmente acoplado al electrodo contrario (216a) ; el procedimiento adicionalmente comprendiendo: la recepción desde el borne de contacto de detección de trabajo (826b) de un potencial del borne de contacto de

detección de trabajo (826b) desde el electrodo de trabajo (814a) ;

la recepción desde el borne de contacto de detección contrario (224b) de un potencial del borne de contacto de detección contrario (224b) desde el electrodo contrario (216a) ; la comparación del potencial del borne de contacto detección de trabajo (826b) y el potencial del borne de contacto de detección contrario (224b) para producir una medición del potencial a través de la célula de medición.