Biosensor y uso del mismo.

Un procedimiento de estimación de si se suministra muestra suficiente,

que incluye:

proporcionar un biosensor,

en el que el biosensor incluye un sustrato aislante, una capa de reacción, una capa de recubrimiento y un puerto de introducción de muestra, teniendo el sustrato aislante un sistema de electrodos en una superficie del mismo, incluyendo el sistema de electrodos al menos un electrodo de trabajo (103), un contraelectrodo (105) y un tercer electrodo (107), cubriendo la capa de reacción al menos el electrodo de trabajo (103), en el que el tercer electrodo (107), que se usa para estimar si el líquido de muestra que se va a someter a prueba se suministra de forma suficiente, está más cerca del puerto de introducción de muestra que el contraelectrodo (105) y en el que el electrodo de trabajo (103) está situado entre el contraelectrodo (105) y el tercer electrodo (107);

aplicar un líquido de muestra al biosensor;

aplicar un voltaje entre el electrodo de trabajo (103) y el tercer electrodo (107), medir el parámetro eléctrico 1 entre el electrodo de trabajo (103) y el contraelectrodo (105);

apagar el circuito eléctrico que conecta el electrodo de trabajo (103) y el contraelectrodo (105);

aplicar un voltaje entre el electrodo de trabajo (103) y el tercer electrodo (107), medir el parámetro eléctrico 2 entre el electrodo de trabajo (103) y el tercer electrodo (107);

calcular el parámetro 1 y el parámetro 2, y compararlos con el valor umbral predeterminado, a continuación, estimar si el líquido de muestra suministrado es suficiente o no.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2010/073147.

Solicitante: Leadway Limited.

Nacionalidad solicitante: Región Administrativa Especial del Hong Kong de la República Popular de China.

Dirección: Unit 22, 21/F, The Center, No. 99 Queen's Road Central, Hong Kong HONG-KONG.

Inventor/es: LIN,Jinn-Nan, WANG,Chia-Lin, ZHANG,ZIYI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C12Q1/26 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12Q PROCESOS DE MEDIDA, INVESTIGACION O ANALISIS EN LOS QUE INTERVIENEN ENZIMAS O MICROORGANISMOS (ensayos inmunológicos G01N 33/53 ); COMPOSICIONES O PAPELES REACTIVOS PARA ESTE FIN; PROCESOS PARA PREPARAR ESTAS COMPOSICIONES; PROCESOS DE CONTROL SENSIBLES A LAS CONDICIONES DEL MEDIO EN LOS PROCESOS MICROBIOLOGICOS O ENZIMOLOGICOS. › C12Q 1/00 Procesos de medida, investigación o análisis en los que intervienen enzimas o microorganismos (aparatos de medida, investigación o análisis con medios de medida o detección de las condiciones del medio, p. ej. contadores de colonias, C12M 1/34 ); Composiciones para este fin; Procesos para preparar estas composiciones. › en los que interviene una oxidorreductasa.
  • G01N27/327 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 27/00 Investigación o análisis de materiales mediante el empleo de medios eléctricos, electroquímicos o magnéticos (G01N 3/00 - G01N 25/00 tienen prioridad; medida o ensayo de variables eléctricas o magnéticas o de las propiedades eléctricas o magnéticas de los materiales G01R). › Electrodos bioquímicos.
  • G01N33/66 G01N […] › G01N 33/00 Investigación o análisis de materiales por métodos específicos no cubiertos por los grupos G01N 1/00 - G01N 31/00. › en los que intervienen azúcares de la sangre, p. ej. la galactosa.

PDF original: ES-2536888_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Biosensory uso del mismo Campo de la invención

Esta memoria descriptiva divulga un biosensor para analizar componentes específicos de un líquido de muestra. La presente invención se refiere a un procedimiento que usa un biosensor divulgado en el presente documento.

Antecedentes de la invención

En los últimos años, la atención médica ha cambiado drásticamente, del uso primariamente de un análisis en laboratorio clínico de las muestras a un análisis de diagnóstico inmediato en el consultorio médico o en la cama del paciente. Los biosensores enzimáticos desechables se usan con frecuencia para realizar estas pruebas rápidas. Tomando como ejemplo la prueba de la glucosa, la prueba en casa por el paciente es ahora común y es una necesidad para una atención médica integral apropiada. Para llevar a cabo una prueba en casa usando un biosensor de glucosa, el paciente diabético saja el dedo para retirar una pequeña cantidad de sangre. El paciente aplica la sangre en la tira de prueba del biosensory el aparato medidor que acompaña al biosensor registra los datos eléctricos desde el biosensor y calcula la concentración de glucosa en la sangre del paciente en unos pocos segundos. Esta información se usa para tomar decisiones sobre cuándo y cuánta insulina se debe usar.

Se han desarrollado varios tipos de biosensores que utilizan una catálisis específica de una enzima. Recientemente, la mayoría de los biosensores utiliza un procedimiento electroquímico, tal como un aparato medidor para medir la glucosa. Normalmente, un biosensor comprende un electrodo de ánodo y un electrodo de cátodo formados sobre un sustrato de aislamiento en el procedimiento electroquímico, y la capa de reacción se forma sobre los electrodos. Cuando se dispone una muestra dentro del biosensor, la sustancia objetivo de la muestra producirá reacciones redox en la catálisis enzimática. Los mediadores o transportadores de oxígeno se reducen. Los mediadores reducidos o los transportadores de oxígeno reducidos se oxidan debido al potencial de electrodo, liberando electrones y dando lugar a un cambio en el electrón. Este es el procedimiento electroquímico para la detección de la concentración de las sustancias en la muestra indirectamente a través de dichos cambios electrónicos. Por ejemplo, las patentes de los EE. UU. N.° US 5.12.42 y US 5.32.732 para Nankai, la patente de los EE. UU. N.° US 5.141.868 para Shanks divulgan biosensores de glucosa desechables. Estos biosensores están construidos de dos capas de plástico laminadas para separadores y de este modo se mantienen unidas. Esta estructura forma un canal capilar ventilado que extrae una muestra aplicada en el interior y sobre un área de muestra. Cuando la muestra fluye dentro del canal por flujo capilar, la muestra entra en contacto con una capa de enzima y electrodos, que detectan y opcionalmente miden un analito en la muestra.

Para otro ejemplo, la patente de los EE. UU. N.° US 5.192.415 divulga un biosensor que comprende un electrodo de trabajo y un contraelectrodo que se forman sobre el sustrato de aislamiento, se proporciona una reacción sobre los electrodos. Se cuantifica un sustrato contenido en un líquido de muestra usando una reacción del sustrato con la enzima en el sistema de electrodos, tal como la concentración de glucosa en la muestra de sangre. Pero aunque la muestra no sea suficiente, aún se lleva a cabo el procedimiento de prueba. Por lo tanto, a menudo la muestra no puede cubrir completamente el electrodo de trabajo lo que da lugar a resultados de prueba inexactos. Con el fin de superar esta desventaja, la patente de los EE. UU. N.° US 5.582.697 divulgó un tercer electrodo para detectar si la muestra era suficiente.

También se divulgan biosensores que comprenden tres electrodos por los documentos EP 987 544 A1, US 5.65.62A y US 23/14611 A1. El documento EP 987 544 Al divulga un procedimiento para determinar la concentración de un sustrato en una solución de muestra usando un biosensor. El biosensor incluye un sistema de electrodos que tiene un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un tercer electrodo que se va a usar como electrodo de detección de sustancias interferentes. Por el uso del procedimiento del documento EP 987 544 A1, se pueden lograr la detección y la corrección para una sustancia interferente tal como ácido ascórbico y oxígeno. El documento US 5.65.62A se refiere a un biosensor y un procedimiento para cuantificar un sustrato usando el biosensor. El biosensor tiene un sistema de electrodos que incluye un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un tercer electrodo usado para detectar una zona de unión de líquido. El documento US 5.65.62A proporciona un procedimiento que permite cuantificar un sustrato en un líquido de muestra, sin que la detección se vea afectada por la detección de la zona de unión de líquido, y un potencial en un contraelectrodo usado como referencia que no varía por una reacción de oxidación/reducción en un electrodo de trabajo. El documento EP 987 544 Al divulga un biosensor en forma de una tira, que comprende, entre otros, un primer electrodo como electrodo de trabajo, un segundo electrodo como contraelectrodo, y un tercer electrodo como electrodo de referencia. El documento EP 987 544 Al también divulga un procedimiento para determinar la concentración de glucosa en una muestra usando el biosensor. Los tres electrodos se usan para la medida de analitos.

Como ya se ha mencionado anteriormente, la patente de los EE. UU. N.° US 5.582.697 divulga un biosensor que comprende un tercer electrodo para detectar si la muestra de prueba es suficiente. El documento US 5.582.697 divulgó que el tercer electrodo está dispuesto más alejado de un puerto de introducción de muestra que el electrodo de trabajo y el contraelectrodo. La corriente se mide cuando la muestra alcanza el tercer electrodo, lo que indica que la muestra

ha cubierto completamente el electrodo de trabajo y el contraelectrodo. En este momento, comenzará la medida de la concentración de analitos en la muestra. Si no, se mostrará un aviso de que la muestra no es suficiente.

Sin embargo, la distancia del tercer electrodo en el documento US 5.582.697 es particularmente importante. Si el tercer electrodo está demasiado cerca, el comportamiento frontal del flujo de la muestra añadida no presentará una línea para la acción capilar durante el flujo de muestra dentro del biosensor. Si el comportamiento frontal de flujo se vuelve cóncavo o convexo, podría producirse el fenómeno de que se inicie la prueba cuando la muestra llega al tercer electrodo pero la muestra no cubre completamente el electrodo de trabajo. Si el tercero se diseña a una distancia demasiado lejana, esto podría garantizar que la muestra cubra completamente el electrodo de trabajo, pero este diseño requiere más muestras, por ejemplo, necesitará más muestra de sangre el paciente lo que dará como resultado más dolor para el paciente.

Sumario de la invención

Con el fin de superarlas desventajas anteriores, la presente invención proporciona un procedimiento para estimar si se suministra suficiente muestra, como se define en la reivindicación 1 incluyendo un biosensor que es fabricable de forma sencilla y que realiza medidas precisas.

Un biosensor usado en el procedimiento de la presente invención incluye un sustrato aislante con un sistema de electrodos, una capa de reacción que cubre al menos un electrodo del sistema de electrodos, una capa de recubrimiento y un puerto de introducción de muestra. El sistema de electrodos incluye al menos un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un tercer electrodo, en el que el tercer electrodo, que se usa para estimar si la cantidad de muestra que se va a someter a prueba es suficiente, está más cerca del puerto de introducción de muestra que el contraelectrodo y en el que el electrodo de trabajo es el contraelectrodo y el tercer electrodo. En un modo de realización, el electrodo de trabajo situado en medio es el más cercano al puerto de introducción de muestra, mientras que el contraelectrodo es el más alejado del puerto de introducción de muestra.

La presente invención proporciona un procedimiento de uso del biosensor divulgado en el presente documento para estimar si una cantidad de líquido de muestra es suficiente. El procedimiento incluye: proporcionar un biosensor que incluye un sustrato aislante con un sistema de electrodos en el mismo, una capa de reacción que cubre al menos un electrodo del sistema de electrodos, una capa de recubrimiento y un puerto de introducción de muestra, incluyendo el sistema de electrodos al menos un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un tercer electrodo usado para estimar si una cantidad de líquido de muestra que se va a someter a prueba es suficiente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de estimación de si se suministra muestra suficiente, que incluye: proporcionar un biosensor,

en el que el biosensor incluye un sustrato aislante, una capa de reacción, una capa de recubrimiento y un puerto de introducción de muestra, teniendo el sustrato aislante un sistema de electrodos en una superficie del mismo, incluyendo el sistema de electrodos al menos un electrodo de trabajo (13), un contraelectrodo (15) y un tercer electrodo (17), cubriendo la capa de reacción al menos el electrodo de trabajo (13), en el que el tercer electrodo (17), que se usa para estimar si el líquido de muestra que se va a someter a prueba se suministra de forma suficiente, está más cerca del puerto de introducción de muestra que el contraelectrodo (15) y en el que el electrodo de trabajo (13) está situado entre el contraelectrodo (15) y el tercer electrodo (17);

aplicar un líquido de muestra al biosensor;

aplicar un voltaje entre el electrodo de trabajo (13) y el tercer electrodo (17), medir el parámetro eléctrico 1 entre el electrodo de trabajo (13) y el contraelectrodo (15);

apagar el circuito eléctrico que conecta el electrodo de trabajo (13) y el contraelectrodo (15);

aplicar un voltaje entre el electrodo de trabajo (13) y el tercer electrodo (17), medir el parámetro eléctrico 2 entre el electrodo de trabajo (13) y el tercer electrodo (17);

calcular el parámetro 1 y el parámetro 2, y compararlos con el valor umbral predeterminado, a continuación, estimar si el líquido de muestra suministrado es suficiente o no.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de recubrimiento del biosensor está por encima del sistema de electrodos y se forma una separación entre la capa de recubrimiento y el sustrato aislante, formando de este modo el puerto de introducción de muestra.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los parámetros eléctricos son valores de corriente.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que para calcular el sesgo absoluto del valor de corriente 1 y el valor de corriente 2 y para comparar el sesgo absoluto con el valor umbral predeterminado;

si el sesgo absoluto es mayor que el valor umbral predeterminado, entonces se estima que el líquido de muestra suministrado no puede cumplir con el requisito de la prueba;

si el sesgo absoluto es menor que el valor umbral predeterminado, entonces se estima que el líquido de muestra suministrado puede cumplir con el requisito de la prueba.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que para calcular la tasa de sesgo absoluto entre el valor de corriente 1 y el valor de corriente 2, y para comparar la tasa de sesgo absoluto con el valor umbral predeterminado;

si la tasa de sesgo absoluto es mayor que el valor umbral predeterminado, entonces se estima que el líquido de muestra suministrado no puede cumplir con el requisito de la prueba

si la tasa de sesgo absoluto es menor que el valor umbral predeterminado, entonces se estima que el líquido de muestra suministrado puede cumplir con el requisito de la prueba.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el parámetro eléctrico 1 y el parámetro eléctrico 2 se detectan dentro de un tiempo predeterminado.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que los parámetros eléctricos son valores de corriente, dentro del tiempo predeterminado, si la comparación del valor de corriente 1 y el valor de corriente 2 no coincide con la condición predeterminada de que el líquido de muestra es suficiente, entonces se emite un mensaje de error de líquido de muestra insuficiente; si la comparación del valor de corriente 1 y el valor de corriente 2 coincide con la condición predeterminada de que el líquido de muestra es suficiente, entonces se detiene la comparación y se emite un mensaje de líquido de muestra suficiente.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos una superficie interna de la capa de recubrimiento del biosensor está formada por un material hidrófilo.

9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de reacción del biosensor incluye oxidorreductasa y mediator de electrones.


 

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