Sistema y método de aseguramiento de la calidad de una tira de ensayo biodetectora.

Sistema de biodetector para detectar la concentración de un analito mediante la utilización de una tira deensayo biodetectora,

comprendiendo la tira de ensayo biodetectora (800):

un electrodo de trabajo (814a),

un trazo (814c) de electrodo de trabajo acoplado operativamente con el electrodo de trabajo (814a),

un trazo detector de trabajo (826c) acoplado operativamente con el electrodo de trabajo (814a),

un contraelectrodo (216a),

un trazo (21 10 6c) de contraelectrodo acoplado operativamente con el contraelectrodo (216a),

un trazo (224c) de contraelectrodo detector acoplado operativamente con el contraelectrodo (216a),comprendiendo el sistema:

un medidor de ensayo que presenta una interfaz para recibir la tira de ensayo biodetectora (800),caracterizado por:

un amplificador de diferencia (910) que presenta primera y segunda entradas del amplificador dediferencia (910) y una salida del amplificador de diferencia (910), en el que la primera entrada delamplificador de diferencia (910) se encuentra acoplada operativamente con el trazo detector de trabajo(826c) y la segunda entrada del amplificador de diferencia (910) se encuentra acoplada operativamentecon el trazo (224c) de contraelectrodo detector, y en el que la salida del amplificador de diferencia (910)se encuentra acoplada operativamente con el trazo (216c) del contraelectrodo, y

una fuente de voltaje de referencia (318) que presenta una salida de voltaje de referencia, y

un amplificador operacional (320) que presenta primera y segunda entradas del amplificador operacional(320) y una salida del amplificador operacional (320),

en el que la primera entrada del amplificador operacional (320) se encuentra acoplada operativamentecon la salida del voltaje de referencia, la segunda entrada del amplificador operacional (320) seencuentra acoplada operativamente con la salida del amplificador operacional (910) y la salida delamplificador operacional (320) se encuentra acoplada operativamente con el trazo (216c) delcontraelectrodo.

Sistema y método de aseguramiento de la calidad de una tira de ensayo biodetectora Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un aparato para la utilización en la medición de señales tales como las relacionadas con concentraciones de un analito (tal como la glucosa en sangre) en un líquido biológico, así como las relacionadas con agentes de interferencia (tales como el hematocrito y la temperatura en el caso de la glucosa en sangre) de la señales de concentración de un analito. La invención se refiere más particularmente a un sistema para el aseguramiento de la calidad de una tira de ensayo biodetectora.

Antecedentes de la invención La medición de la concentración de sustancias en líquidos biológicos es una herramienta importante para el diagnóstico y tratamiento de muchas condiciones médicas. Por ejemplo, la medición de la glucosa en líquidos corporales, tales como la sangre, resulta crucial para el tratamiento eficaz de la diabetes.

La terapia diabética típicamente implica dos tipos de tratamiento de insulina: basal y prandial. La insulina basal se refiere a insulina continua liberada en el tiempo, con frecuencia administrada antes de acostarse. El tratamiento de insulina prandial proporciona dosis adicionales de insulina de acción más rápida para regular las fluctuaciones de la glucosa en sangre causadas por una diversidad de factores, incluyendo la metabolización de azúcares y carbohidratos. La regulación correcta de las fluctuaciones de la glucosa en sangre requiere la medición precisa de la concentración de la glucosa en la sangre. El no hacerlo puede producir complicaciones extremas, entre ellas ceguera y pérdida de la circulación en las extremidades, que finalmente puede privar al diabético del uso de sus dedos, manos, pies, etc.

Se conocen múltiples métodos para determinar la concentración de analitos en una muestra de sangre, tales como, por ejemplo, la glucosa. Dichos métodos típicamente se clasifican en dos categorías: métodos ópticos y métodos electroquímicos. Los métodos ópticos generalmente implican la espectroscopía para observar el desplazamiento del espectro en el líquido causado por la concentración del analito, típicamente junto con un reactivo que produce un color conocido en combinación con el analito. Los métodos electroquímicos generalmente se basan en la correlación entre una corriente (amperometría) , un potencial (potenciometría) o carga acumulada (culometría) y la concentración del analito, típicamente junto con un reactivo que produce portadores de carga al combinarse con el analito. Ver, por ejemplo, las patentes US nº 4.233.029, de Columbus, nº 4.225.410, de Pace; nº 4.323.536, de Columbus; nº 4.008.448, de Muggli; nº 4.654.197, de Lilja et al.; nº 5.108.564, de Szuminsky et al.; nº 5.120.420, de Nankai et al.; nº 5.128.015, de Szuminsky et al.; nº 5.120.420, de Nankai et al.; nº 5.128.015, de Szuminsky et al.; nº 5.243.516, de White; nº 5.437.999, de Diebold et al.; nº 5.288.636, de Pollmann et al.; nº 5.628.890, de Carter et al.; nº 5.682.884, de Hill et al.; nº 5.727.548, de Hill et al.; nº 5.997.817, de Crismore et al.; nº 6.004.441, de Fujiwara et al.; nº 4.919.770, de Priedel et al., y nº 6.054.039, de Shieh, así como el documento WO nº 99/32881. El biodetector para llevar a cabo los ensayos típicamente es una tira de ensayo desechable que presenta un reactivo sobre la misma que reacciona químicamente con el analito de interés en el líquido biológico. La tira de ensayo se empareja con un medidor de ensayo no desechable, de manera que el medidor de ensayo puede medir la reacción entre el analito y el reactivo con el fin de determinar y mostrar la concentración del analito al usuario.

La fig. 1 ilustra esquemáticamente una típica tira de ensayo con biodetector desechable de la técnica anterior, indicada generalmente en 10 (ver, por ejemplo, las patentes US nº 4.999.582 y nº 5.438.271, asignado al mismo cesionario que la presente solicitud) . La tira de ensayo 10 se forma en un sustrato no conductor 12, sobre el que se forman áreas conductoras 14, 16 . Se aplica un reactivo químico 18 sobre las áreas conductoras 14, 16 en un extremo de la tira de ensayo 10. El reactivo 18 reaccionará con el analito de interés en la muestra biológica de una manera que puede ser detectada al aplicar un potencial de voltaje entre los electrodos de medición 14a y 16a.

Por lo tanto, la tira de ensayo 10 presenta una zona de reacción 20 que contiene los electrodos de medición 14a, 16a, que entra en contacto directo con una muestra que contiene un analito para el que debe determinarse la concentración en la muestra. En un sistema de medición amperométrico o electroquímico culométrico, los electrodos de medición 14a, 16a en la zona de reacción 20 se acoplan con circuitos electrónicos (típicamente en un medidor de ensayo (no mostrado) en el que se inserta la tira de ensayo 10, tal como es bien conocido de la técnica) que proporcionan un potencial eléctrico a los electrodos de medición y miden la respuesta del detector electroquímico a ese potencial (por ejemplo la corriente, la impedancia, la carga, etc.) . Esta respuesta es proporcional a la concentración del analito.

El medidor de ensayo entra en contacto con la tira de ensayo 10 en las placas de contacto 14b, 16b en una zona de contacto 22 de la tira de ensayo 10. La zona de contacto se encuentra situada a cierta distancia de la zona de medición 20, habitualmente (aunque no siempre) en el extremo opuesto de la tira de ensayo 10. Los registros conductores 14c, 16c acoplan las placas de contacto 14b, 16b en la zona de contacto 22 con los electrodos de medición respectivos 14a, 16a en la zona de reacción 20.

Especialmente en el caso de los biodetectores 10, en los que los electrodos, trazos y placas de contacto comprenden películas delgadas eléctricamente conductoras (por ejemplo metales nobles, tinta de carbono y pasta de plata, a título de ejemplo no limitativo) , la resistividad de los trazos conductores 14c, 16c que conectan la zona de contacto 22 con la zona de reacción 20 puede llegar a varios cientos de Ohms o más. Esta resistencia parasitaria provoca una caída de potencial a lo largo de la longitud de los trazos 14c, 16c, de manera que el potencial presentado a los electrodos de medición 14a, 16a en la zona de reacción 20 es considerablemente inferior al potencial aplicado por el medidor de ensayo en las placas de contacto 14b, 16b de la tira de ensayo 10 en la zona de contacto 22. Debido a que la impedancia de la reacción que tiene lugar dentro de la zona de reacción 20 puede encontrarse a menos de un orden de magnitud de la resistencia parasitaria de los trazos 14c, 16c, la señal que se mide puede sufrir una desviación significativa debido a la caída de I-R (corriente x resistencia) inducida por los trazos; en el caso de que esta desviación varíe según la tira de ensayo, se añade ruido al resultado de medición. Además, pueden producirse daños físicos en la tira de ensayo 10, tales como abrasiones, grietas, rasguños, degradación química, etc., durante la fabricación, transporte, almacenamiento y/o por la manipulación incorrecta del usuario. Estos defectos pueden dañar las áreas conductoras 14, 16 hasta el punto de que presenten una resistencia extremadamente elevada o incluso un circuito abierto. Dichos incrementos de la resistencia de los trazos pueden impedir que el medidor de ensayo realice un ensayo preciso.

El documento WO nº 2004/00590 describe un sistema en el que se aplica un voltaje a uno de los electrodos, mide el voltaje en el mismo electrodo y seguidamente ajusta el voltaje aplicado en ese electrodo hasta que el voltaje medido en ese electrodo alcance el voltaje deseado en el electrodo.

De esta manera, resultan necesarios un sistema y un método que permiten la confirmación de la integridad de los trazos de la tira de ensayo, para la medición de la resistencia parasitaria de los trazos de la tira de ensayo y para controlar el nivel potencial realmente aplicado en los electrodos de medición de la tira de ensayo en la zona de reacción. La presente invención se refiere a la satisfacción de estas necesidades.

Descripción resumida de la invención La presente invención proporciona un sistema biodetector según se define en la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos La invención se describe en mayor detalle, únicamente a título de ejemplo, en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la fig. 1 es una vista en planta esquemática de una tira de ensayo de la técnica anterior típica para la utilización en la medición de la concentración de un analito de interés en un líquido biológico. La fig. 2 es una vista en planta esquemática de una tira... [Seguir leyendo]

1. Sistema de biodetector para detectar la concentración de un analito mediante la utilización de una tira de ensayo biodetectora, comprendiendo la tira de ensayo biodetectora (800) :

un electrodo de trabajo (814a) , un trazo (814c) de electrodo de trabajo acoplado operativamente con el electrodo de trabajo (814a) , un trazo detector de trabajo (826c) acoplado operativamente con el electrodo de trabajo (814a) , un contraelectrodo (216a) , un trazo (216c) de contraelectrodo acoplado operativamente con el contraelectrodo (216a) , un trazo (224c) de contraelectrodo detector acoplado operativamente con el contraelectrodo (216a) , comprendiendo el sistema: un medidor de ensayo que presenta una interfaz para recibir la tira de ensayo biodetectora (800) , caracterizado por: un amplificador de diferencia (910) que presenta primera y segunda entradas del amplificador de diferencia (910) y una salida del amplificador de diferencia (910) , en el que la primera entrada del amplificador de diferencia (910) se encuentra acoplada operativamente con el trazo detector de trabajo (826c) y la segunda entrada del amplificador de diferencia (910) se encuentra acoplada operativamente con el trazo (224c) de contraelectrodo detector, y en el que la salida del amplificador de diferencia (910) se encuentra acoplada operativamente con el trazo (216c) del contraelectrodo, y una fuente de voltaje de referencia (318) que presenta una salida de voltaje de referencia, y un amplificador operacional (320) que presenta primera y segunda entradas del amplificador operacional

(320) y una salida del amplificador operacional (320) , en el que la primera entrada del amplificador operacional (320) se encuentra acoplada operativamente con la salida del voltaje de referencia, la segunda entrada del amplificador operacional (320) se encuentra acoplada operativamente con la salida del amplificador operacional (910) y la salida del amplificador operacional (320) se encuentra acoplada operativamente con el trazo (216c) del contraelectrodo.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente de voltaje de referencia (318) es un conversor de digital a analógico (318) .

3. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además un conversor de analógico a digital (312) que presenta una entrada acoplada operativamente con el electrodo de trabajo (814a) .

4. Sistema según la reivindicación 3, que comprende además: el conversor analógico a digital (312) que presenta una entrada analógica y una salida digital, un amplificador de corriente a voltaje (310) que presenta una entrada acoplada operativamente con el trazo (814c) del electrodo de trabajo y una salida acoplada operativamente con la entrada del conversor analógico a digital (312) .

5. Sistema según la reivindicación 4, que comprende además: un microprocesador (314) que presenta una entrada de microprocesador (314) acoplada operativamente con la salida digital del conversor analógico a digital (312) y un microprocesador (314) que proporciona una salida de control de voltaje de referencia del microprocesador (314) , y la fuente de voltaje de referencia (318) , que comprende además una entrada de control de la fuente de voltaje de referencia (318) acoplada operativamente con la salida de control de voltaje de referencia del microprocesador (314) .

6. Sistema según la reivindicación 5, en el que el microprocesador (314) incluye además la visualización de una salida de control y produce una indicación de la concentración del analito, comprendiendo adicionalmente el sistema: una pantalla de salida (316) acoplada operativamente con la pantalla de salida de control del microprocesador (314) , en el que la indicación de la concentración del analito es proporcionada al usuario mediante la pantalla de salida (316) .