BR112017001444B1

BR112017001444B1 - Método para detectar pelo menos um analito em uma amostra de teste, elemento sensor, dispositivo de teste, sistema de teste, uso do elemento sensor e portador de dados

Info

Publication number: BR112017001444B1
Application number: BR112017001444-0A
Authority: BR
Inventors: Michael Marquant; Michael Reinhardt
Original assignee: F. Hoffmann-La Roche Ag
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2022-08-16
Also published as: JP6639479B2; CN113444764A; JP2020064070A; ES2756714T3; CN106795549A; KR101950615B1; EP3597765B1; EP3597765A1; US20200140914A1; US20170240945A1; JP2017525966A; WO2016030346A2; EP3186385A2; PL3597765T3; ES2883115T3; EP3186385B1; WO2016030346A3; CN106795549B; KR20170036072A; CN113444764B

Abstract

MÉTODO PARA DETECTAR PELO MENOS UM ANALITO EM UMA AMOSTRA DE TESTE, ELEMENTO SENSOR, DISPOSITIVO DE TESTE, SISTEMA DE TESTE E USO DO ELEMENTO SENSOR. Refere-se a um método para detectar pelo menos um analito em uma amostra teste, que compreende as etapas: a) colocar a amostra de teste em contato (i) com uma matriz química ativa (116) que altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do analito, a matriz química ativa faz contato com um primeiro eletrodo (112); e (ii) com uma matriz química inativa (118), matriz química inativa faz contato com um segundo eletrodo (114), b) fecha um circuito elétrico que inclui o primeiro eletrodo (112), o segundo eletrodo (114) e a matriz química ativa (116) e matriz química inativa (118), seguido pela determinação de um primeiro valor de pelo menos uma propriedade eletroquímica, c) inverter a polaridade elétrica do circuito elétrico de b), seguido pela determinação de um segundo valor de pelo menos uma propriedade eletroquímica, d) detectar pelo menos um analito com base no primeiro valor e no dito segundo valor. Um dispositivo de teste e um sistema de teste adaptado que usa o método. Um elemento sensor (110) que determina pelo menos um analito, compreende um (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método para detectar pelo menos um analito em uma amostra de teste, cujo dito método compreende as etapas de a) colocar a dita amostra de teste em contato (i) com uma matriz química ativa que altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, a dita matriz química ativa fazendo contato com um primeiro eletrodo; e (ii) com uma matriz química inativa, a dita matriz química inativa fazendo contato com um segundo eletrodo, b) fechar um circuito elétrico que inclui o dito primeiro eletrodo, o dito segundo eletrodo e a dita matriz química ativa e matriz química inativa, seguido pela determinação de um primeiro valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica, c) inverter a polaridade elétrica do circuito elétrico de b), seguido pela determinação de um segundo valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica, e d) detectar o dito pelo menos um analito com base no dito primeiro valor e no dito segundo valor. Além disso, a presente invenção refere- se a um dispositivo de teste e a um sistema de teste adaptado para fazer uso do método da presente invenção. A presente invenção refere-se ainda a um elemento sensor para determinar pelo menos um analito, que compreende um par de eletrodos e pelo menos uma matriz química ativa e uma inativa, cuja dita matriz química altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, (i) em que o dito par de eletrodos consiste em dois eletrodos eletricamente isolados de outros eletrodos, (ii) em que a dita matriz química ativa compreende a dita atividade enzimática e em que a dita matriz química inativa não compreende a dita atividade enzimática, e (iii) em que um primeiro eletrodo do dito par de eletrodos faz contato com a dita matriz química ativa e em que um segundo eletrodo do dito par de eletrodos faz contato com a dita matriz química inativa.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] No campo de diagnóstico médico, em muitos casos, um ou mais analitos têm que ser detectados em amostras de teste de um fluido corporal, como sangue, fluido intersticial, urina, saliva ou outros tipos de fluidos corporais. Exemplos de analitos a serem detectados são glicose, triglicerídeos, lactato, colesterol ou outros tipos de analitos tipicamente presentes nesses fluidos corporais. De acordo com a concentração e/ou a presença do analito, um tratamento apropriado pode ser escolhido, se necessário.

[003] Geralmente, dispositivos e métodos conhecidos para o técnico no assunto fazem uso de elementos do sensor (por exemplo, tiras de teste) que compreendem um ou mais produtos químicos de teste que, na presença do analito a ser detectado, são capazes de realizar uma ou mais reações, de detecção detectáveis, como reações de detecção oticamente ou eletroquimicamente detectáveis. No que diz respeito a esses produtos químicos de teste e os métodos relacionados a esses, podem ser feitas referências, por exemplo, para J. Hoenes et al. (The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Suplemento 1, 2008, S-10 to S-26, para patente US 2009/0246808 Al, e para Habermüller et al. ((2000), Fresenius J Anal Chem 366:560). Para detecção eletroquímica de glicose, é fornecido uma revisão, por exemplo, em Heller & Feldman (2008), Chem. Rev. 108: 2482. Configurações de medição que fazem uso de um eletrodo de trabalho e um eletrodo contador e, opcionalmente, um eletrodo de referência foram, por exemplo, divulgadas no documento WO 2007/071562 A1.

[004] Um exemplo comum para um biossensor de glicose amperométrico compreende uma enzima glicose desidrogenase ligada com o cofator PQQ ou FAD ligado e um mediador como aceitante de elétrons e transportador de elétrons em combinação com metal nobre ou eletrodos de grafite. O mediador frequentemente escolhido como tendo baixo potencial de oxidação, de modo que a polarização do eletrodo resultante seja baixa o suficiente para não oxidar outros componentes redox ativos existentes em uma amostra de teste de sangue, como ácido ascórbico ou ácido úrico. A desvantagem dos mediadores é que, devido às propriedades descritas, eles podem ser facilmente reduzidos por agentes redutores, como ácido ascórbico, contidos na amostra de teste de sangue. Nas amostras de teste de sangue de pacientes hospitalizados, para os quais tiras de teste tipicamente descartáveis baseadas em sistema profissional de glicose no sangue são usadas, a concentração de ácido ascórbico pode ser relativamente alta e chegar a níveis comparáveis aos de concentrações de glicose usuais. Como consequência, o resultado é uma leitura tendenciosa positivamente alta.

[005] No caso de sistemas enzimáticos somente com cofatores temporariamente ligados, o próprio cofator pode agir como transportador de elétrons e, em princípio, nenhum mediador extra é necessário. Um exemplo no presente pedido é uma enzima glicose desidrogenase com NAD como cofator. Pela reação enzimática NAD é reduzido em NADH. Em seguida, o NADH se difunde para o eletrodo e é oxidado para o radical catiônico. Também no presente pedido a corrente resultante pode ser medida quanto à concentração de glicose. A desvantagem é que a reação do eletrodo NADH necessita de um potencial de oxidação alto, que também leva à oxidação de substâncias que interferem na amostra de teste de sangue, como ácido ascórbico ou ácido úrico. Isso também provoca leitura tendenciosa positiva alta.

[006] Para superar os problemas descritos acima, um sistema que tem dois eletrodos de trabalho e um eletrodo de referência é conhecido a partir do documento WO 2005/045416. O primeiro eletrodo de trabalho é coberto com um reagente que contém o sistema de enzima e o mediador como os ingredientes ativos. O segundo eletrodo de trabalho é coberto com o mesmo reagente exceto o sistema de enzima. Ambas as camadas reagentes dos eletrodos ficaram úmidas pela mesma amostra de teste de sangue preenchendo uma câmara de medição capilar acima dos eletrodos. Em uma primeira fase é aplicada uma tensão entre o eletrodo de referência como o eletrodo contador e o segundo eletrodo de trabalho, que está coberto com a enzima livre de reagente. Em seguida, é medida a corrente de resposta. Posteriormente, a tensão é aplicada ao eletrodo de referência como o eletrodo contador e o primeiro eletrodo de trabalho, que tem o reagente com o sistema de enzima. Em seguida, a corrente também é medida. Se um agente redutor ou um componente eletroativo está presente na amostra de teste de sangue, isso reduziria o mediador ou ficaria diretamente oxidado no eletrodo de trabalho. Em ambos os casos uma corrente de fundo de interferência em ambos os eletrodos de trabalho é o resultado. A reação com a glicose, por outro lado, somente ocorre no eletrodo coberto com a enzima contendo reagente. Para obter o resultado final, agora a diferença das correntes medidas em ambos os eletrodos de trabalho é calculada. Por esse cálculo, os efeitos de interferência dos eletrodos são extintos entre si e, portanto, somente a resposta de reação de glicose permanece. A limitação deste método é que ambos os eletrodos de trabalho adicionam ruído individual para os resultados calculados. Geralmente o erro resultante é uma soma geométrica dos erros individuais. Portanto, a precisão de teste alcançável é limitada. Outra desvantagem com esta solução é que uma tira de teste com mais de dois eletrodos aumenta a complexidade e o custo do processo de produção. Em uma abordagem similar, a patente EP 2 767 826 A1 propôs um sensor de glicose contínuo que compreende dois eletrodos de trabalho e um eletrodo de referência, em que o primeiro eletrodo de trabalho é coberta com uma porção enzimática ativa e de uma membrana do sensor, enquanto que o segundo eletrodo de trabalho é coberto com uma porção enzimática inativa ou não enzimática da membrana do sensor.

[007] É, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer meios e métodos para cumprir as necessidades anteriormente mencionadas, evitando pelo menos em parte as desvantagens do estado da técnica.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] Este problema é resolvido por um elemento sensor da presente invenção e pelo método, dispositivo de teste e sistema de teste da presente invenção. Realizações, que podem ser realizadas de forma isolada ou em qualquer combinação arbitrária, são listadas nas reivindicações dependentes.

[009] Consequentemente, a presente invenção refere-se a um elemento sensor para determinar pelo menos um analito, que compreende um par de eletrodos e pelo menos uma matriz química ativa e uma inativa, a dita matriz química ativa altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, (i) em que o dito par de eletrodos consiste em dois eletrodos eletricamente isolados de outros eletrodos, (ii) em que a dita matriz química ativa compreende a dita atividade enzimática e em que a dita matriz química inativa não compreende a dita atividade enzimática, e (iii) em que um primeiro eletrodo do dito par de eletrodos faz contato com a dita matriz química ativa e em que um segundo eletrodo do dito par de eletrodos faz contato com a dita matriz química inativa.

[0010] Como usado a seguir, os termos “ter”, “compreende” ou “inclui” ou quaisquer variações gramaticalmente arbitrárias dos mesmos são usados de maneira não exclusiva. Dessa forma, esses termos podem ambos se referir a uma situação na qual, além das características introduzidas por esses termos, nenhuma característica está presente na entidade descrita nesse contexto e para uma situação em que uma ou mais características adicionais estão presentes. Como um exemplo, as expressões “A tem B”, “A compreende B” e “A inclui B” pode tanto se referir a uma situação em que, além de B, nenhum outro elemento está presente em A (isto é, uma situação na qual unicamente e exclusivamente consiste em B) e a uma situação na qual, além de B, um ou mais elementos adicionais estão presentes na entidade A, como elemento C, elementos C e D ou até elementos adicionais.

[0011] Além disso, como usado a seguir, os termos “preferencialmente”, “mais preferencialmente”, “com a máxima preferência”, “particularmente”, “mais particularmente”, “especificamente”, “mais especificamente” ou termos similares são usados em conjunto com as características opcionais, sem restrição de possibilidades alternativas. Dessa forma, características introduzidas por esses termos são características opcionais e não se destinam a restringir o escopo das reivindicações de qualquer maneira. A invenção pode, como o técnico no assunto reconhecerá, ser realizada pelo uso de características alternativas. De maneira similar, características introduzidas por “em uma realização da invenção” ou expressões similares têm a intenção de ser características opcionais, sem quaisquer restrições em relação a realizações alternativas da invenção, sem quaisquer restrições em relação ao escopo da invenção e sem qualquer restrição em relação à possibilidade de combinar as características introduzidas dessa maneira com outras características opcionais ou não opcionais da invenção.

[0012] O termo “elemento sensor”, como usado no presente pedido refere-se a um elemento que compreende pelo menos os componentes conforme descritos no presente pedido. É compreendido pelo técnico no assunto que o elemento sensor pode compreender componentes adicionais, por exemplo, sem limitação, um elemento carreador (ou “substrato”) mantido junto com outros componentes do elemento sensor; contatos de eletrodo que conectam o elemento sensor a um dispositivo de medição; uma ou mais lancetas para criar uma incisão em um corpo de um sujeito, um ou mais elementos capilares para guiar uma amostra de teste de fluido para o eletrodo, e similares.

[0013] O elemento sensor da presente invenção compreende pelo menos duas matrizes químicas conforme descrito abaixo no presente pedido: uma matriz química ativa que compreende uma atividade enzimática ativa na presença de um analito, e uma matriz química inativa que não compreende a dita atividade enzimática, conforme especificado em detalhes abaixo.

[0014] Em uma realização, o elemento sensor compreende ainda um substrato. Como usado no presente pedido, o termo “substrato” refere-se a um elemento carreador que, basicamente, pode ter uma forma arbitrária, como uma forma de faixa. Em uma realização, o substrato é um substrato flexível. Em uma realização, o substrato compreende uma configuração de camada que tem uma, duas ou mais camadas, em uma realização, uma configuração de camada flexível. O substrato pode ser geralmente produzido de qualquer material de substrato arbitrário, como um material plástico e/ou um material laminado e/ou um material de papel e/ou um material de cerâmica. Outros materiais podem ser usados alternativamente ou adicionalmente, como metais ou configurações de película fina.

[0015] O termo “determinar”, como usado no presente pedido, refere-se à medição da quantidade do analito em uma amostra de teste, em uma realização, de forma semi-quantitativa ou, em uma realização adicional, quantitativamente. Em uma realização, determinar compreende estimar a quantidade de elétrons liberada ou consumida em uma matriz química mediante contato de uma amostra de teste com a dita matriz química. Métodos de estimativa da quantidade de elétrons liberada ou consumida em uma matriz química são conhecidos a partir do estado da técnica. Em uma realização, a quantidade de elétrons liberada ou consumida é estimada por meio de um sensor eletroquímico.

[0016] O termo “analito”, como usado no presente pedido, refere- se a um composto químico presente em um líquido. Em uma realização, o líquido é uma amostra de teste conforme especificado em outro lugar no presente pedido. Em uma realização, o analito é uma molécula orgânica, em uma realização adicional, uma molécula orgânica capaz de ser submetida a uma reação redox na presença do produto químico de teste de acordo com a presente invenção. Em uma realização, o analito é uma molécula do metabolismo de um sujeito, isto é, uma molécula produzida e/ou consumida em pelo menos uma reação química que ocorre em pelo menos um tecido do dito sujeito. Também em uma realização, o analito é um composto químico de baixo peso molecular, em uma realização adicional, um composto químico com massa molecular menor que 5000 u (1000 Da; 1,66 x 10-24 kg), em uma realização adicional, menor que 1000 u, em uma realização adicional, menor que 500 u. Isto é, em uma realização, o analito não é uma macromolécula biológica. Em uma realização adicional, o analito é selecionado a partir da lista que consiste em malato, etanol, ácido ascórbico, colesterol, glicerol, ureia, 3-hidroxibutirato, lactato, piruvato, cetonas, creatinina e similares; ainda em uma realização adicional, o analito é glicose. Em uma realização adicional, o analito é glicose no sangue. Em uma realização, o analito é glicose no sangue e a concentração real a ser determinada é pelo menos 10 mg/dL, pelo menos 50 mg/dL, pelo menos 60 mg/dL, pelo menos 70 mg/dL, pelo menos 80 mg/dL, pelo menos 90 mg/dL ou pelo menos 100 mg/dL. Em uma realização, o analito é glicose e a concentração a ser determinada é na faixa de 0 mg/dL a 800 mg/dL ou, em uma realização adicional, 10 mg/dL a 600 mg/dL ou, em uma realização adicional, 50 mg/dL a 300 mg/dL.

[0017] O termo “eletrodo” é entendido pelo técnico no assunto e refere-se a uma entidade condutora do elemento sensor que é adaptada para entrar em contato com uma matriz química da presente invenção. Em uma realização, o eletrodo é disposto de modo que o eletrodo fique em contato com pelo menos uma matriz química; em uma realização adicional, o eletrodo entra em contato exatamente com a matriz química. Em uma realização, o eletrodo é adaptado para entrar em contato com um líquido que compreende o analito, em uma realização, uma amostra de teste de fluido corporal conforme descrita em outro lugar no presente pedido. O eletrodo pode ser ou pode compreender um ou mais campos de eletrodo que, total ou parcialmente, entram em contato com a matriz química e/ou com o líquido que compreende o analito. Um ou mais dos campos de eletrodos podem ser colocados em contato através de um ou mais filetes de contato apropriados, também citado como vias condutivas. O eletrodo, em uma realização, tem exatamente uma área de superfície contínua, que pode ser adaptada para entrar em contato com uma matriz química e/ou um fluido corporal. Cada eletrodo pode estar eletricamente em contato com pelo menos um filete de contato. No caso de mais de um eletrodo do mesmo tipo ser fornecido, os eletrodos podem ser colocados em contato com um ou mais filetes de contato. Dessa forma, dois ou mais eletrodos do mesmo tipo podem estar eletricamente em contato por um e o mesmo filete de contato. De maneira alternativa, filetes de contato separados podem ser fornecidos para contatar os eletrodos, como pelo menos um filete de contato separado por eletrodo. Em uma realização, um eletrodo é realizado de modo que uma reação eletroquímica possa ter lugar no eletrodo. Em uma realização adicional, um eletrodo é realizado de modo que uma reação de oxidação e/ou uma reação de redução possa ter lugar no eletrodo.

[0018] Em uma realização, pelo menos um, em uma realização adicional, ambos os eletrodos de um par de eletrodos de acordo com a presente invenção compreendem uma configuração multicamada, que tem pelo menos um bloco condutor e, opcionalmente, pelo menos uma camada parcialmente adicional ou, em uma realização, cobrindo totalmente o bloco condutor. Pelo menos uma camada adicional opcional pode compreender pelo menos um material de eletrodo, conforme esboçado em mais detalhes abaixo. Pelo menos um bloco condutor, em uma realização, compreende um ou mais dos seguintes metais: ouro, níquel, cobre ou platina, ou alótropos de carbono condutivos como grafite ou carbono vítreo. No entanto, outros tipos de materiais metálicos ou condutivos podem ser usados adicionalmente ou alternativamente. Além disso, uma configuração multicamada pode ser usada, de modo a aprimorar uma adesão do bloco condutor ao substrato.

[0019] O bloco condutor de cada eletrodo pode ser conectado a um ou mais fios elétricos e/ou vias elétricas e/ou a uma ou mais linhas de fornecimento elétrico ou linhas condutoras. Através disso, o bloco condutor pode ser conectado a pelo menos um bloco de contato do elemento sensor adaptado para conectar o elemento sensor a pelo menos um dispositivo de medição, como um dispositivo de medição portátil interagindo com o elemento sensor.

[0020] Como usado no presente pedido, o termo “par de eletrodos” refere-se a dois eletrodos adaptados para ser parte de um circuito elétrico após aplicação de uma amostra de teste do elemento sensor, os ditos dois eletrodos sendo eletricamente isolados de qualquer eletrodo adicional potencialmente presente no elemento sensor da presente invenção. O termo “eletricamente isolado”, como usado no presente pedido, refere-se a separação do dito par de eletrodos de qualquer eletrodo potencialmente adicional presente no dito elemento sensor de modo que (i) a resistência entre o primeiro eletrodo do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional e (ii) a resistência entre o segundo eletrodo do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional, ambos têm pelo menos 25 kQ, em uma realização, pelo menos 50 kQ, em uma realização adicional, pelo menos 100 kQ ou em uma realização adicional, pelo menos 1 MQ após aplicação de uma amostra de teste para o elemento sensor. Em uma realização, a dita amostra de teste é sangue humano. Em uma realização, o elemento sensor compreende exatamente um par de eletrodos conforme especificado no presente pedido. Conforme detalhado no presente pedido em outro local, um primeiro eletrodo de um par de eletrodos (denominado “eletrodo de análise” no presente pedido eletrodo) entra em contato com uma matriz química ativa e um segundo eletrodo do dito par de eletrodos (denominado “eletrodo de controle” no presente pedido) entra em contato com uma matriz química inativa.

[0021] Em uma realização, os eletrodos de um par de eletrodos da presente invenção consistem no mesmo material ou materiais. Além disso, em uma realização, os eletrodos de um par de eletrodos têm a mesma área de superfície ativa. Em uma realização adicional, os eletrodos de um par de eletrodos são cobertos com matrizes químicas de essencialmente a mesma espessura de camada, “essencialmente a mesma espessura de camada” significa uma diferença de no máximo 20%, em uma realização adicional, no máximo 10% entre a matriz química ativa e a inativa. Em uma realização adicional, os eletrodos de um par de eletrodos são cobertos com matrizes químicas da mesma espessura de camada.

[0022] Em uma realização, pelo menos um par de eletrodos no elemento sensor da presente invenção é disposto em uma configuração face a face. Consequentemente, o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, em uma realização, são dispostos em lados opostos de um elemento capilar que está adaptado para receber a amostra do fluido corporal e/ou transportar a amostra do fluido corporal por forças capilares. O primeiro e o segundo eletrodo, em uma realização, dispostos como eletrodos opostos, de modo que uma superfície do primeiro eletrodo está de frente a uma superfície do segundo eletrodo. Em uma realização adicional, o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo estão alinhados em paralelo. Além disso, o primeiro e o segundo eletrodo podem ter as mesmas dimensões e podem ter um formato não estruturado. O primeiro eletrodo pode se estender ao longo de um comprimento total do capilar. O segundo eletrodo pode se estender ao longo de um comprimento total do capilar. Como usado no presente pedido, o termo “comprimento do capilar” refere-se a uma extensão máxima do capilar em uma dimensão dentro do elemento sensor. Em uma realização, o capilar se estende perpendicular à direção do elemento sensor alongado, de modo que nesse caso o comprimento do capilar refere-se a uma extensão máxima do capilar perpendicular à direção do elemento sensor alongado. Em uma realização alternativa, o capilar pode se estender ao longo da direção do elemento de teste alongado, de modo que nesse caso o comprimento do capilar refere-se a uma extensão máxima do capilar ao longo da direção do elemento sensor alongado. O primeiro eletrodo e o segundo eletrodo de um elemento sensor face a face são dispostos de modo que durante um preenchimento capilar o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo fiquem simultaneamente úmidos. Um incremento de uma área de superfície úmida dA1 do primeiro eletrodo por incremento dV de um volume do capilar preenchido todas as vezes pode se igualar a um incremento de uma área de superfície úmida dA2 do segundo eletrodo. Como usado no presente pedido, o termo “preenchimento de capilar” refere-se a um processo de recebimento da amostra do fluido corporal. Em uma realização, o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo e o capilar entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo do elemento sensor face a face formam uma célula eletroquímica. A célula eletroquímica pode se estender ao longo do comprimento total do capilar do capilar.

[0023] Como é conhecido pelo técnico no assunto, o termo eletrodo de trabalho refere-se a um eletrodo sendo adaptado para realizar pelo menos uma reação de detecção eletroquímica para detectar pelo menos um analito em um fluido corporal. Como é ainda conhecido pelo técnico no assunto, o termo eletrodo contador refere-se a um eletrodo adaptado para realizar pelo menos uma reação eletroquímica do contador adaptado para equilibrar um fluxo de corrente necessário pela reação de detecção no eletrodo de trabalho. O termo eletrodo de referência refere-se a um eletrodo adaptado para fornecer um potencial de eletrodo amplamente constante como um potencial de referência, como fornecendo um sistema redox que tem um potencial de eletrodo constante. De acordo com a presente invenção, durante as medições do sinal gerado pelo analito ou pelas reações de fundo, o eletrodo de análise é o eletrodo de trabalho e o eletrodo de controle é o eletrodo contador. Consequentemente, durante as medições do sinal gerado somente pelas reações de fundo, o eletrodo de controle é o eletrodo de trabalho e o eletrodo de análise é o eletrodo contador. Dessa forma, em uma realização, o elemento sensor não compreende um eletrodo de referência.

[0024] Como usado no presente pedido, o termo “sujeito” refere-se a um vertebrado. Em uma realização, o sujeito é um mamífero, em uma realização adicional, um camundongo, rato, gato, cão, hamster, porquinho da Índia, ovelha, cabra, porco, gado ou cavalo. Em ainda uma realização adicional, o sujeito é um primata. Em uma realização adicional, o sujeito é um humano. Em uma realização, o sujeito está afligido ou suspeito de estar afligido por um por uma doença ou condição associada a um desvio mensurável do normal de pelo menos um analito.

[0025] O termo “amostra de teste” é entendido pelo técnico no assunto e refere-se a qualquer subporção adequadamente dimensionada de um homogenato de tecido, fluido de tecido (fluido intersticial) ou fluido corporal de um sujeito.

[0026] Como usado no presente pedido, o termo “fluido corporal” refere-se a todos os fluidos corporais de um sujeito conhecido por compreender ou suspeito de compreender o analito da presente invenção, incluindo sangue, plasma, soro, fluido lacrimal, urina, linfa, líquido cefalorraquidiano, bile, fezes, suor, fluido intersticial e saliva. Em uma realização, o fluido corporal é sangue, plasma ou soro. As amostras de teste de fluidos corporais podem ser obtidas por técnicas bem conhecidas incluindo, por exemplo, punção venosa ou arterial, punção epidérmica, e similares.

[0027] O termo “matriz química”, como usado no presente pedido, refere-se a uma matriz de compostos que compreende pelo menos um componente alterando pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença de um analito. Várias possibilidades de projetar uma matriz química são conhecidas na técnica. Nesse aspecto, a referência pode ser feita para os documentos do estado da técnica mencionados acima. Especificamente, a referência pode ser feita para J. Hoenes et al.: The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Suplemento 1, 2008, S-10 a S-26. No entanto, outros tipos de matrizes química são possíveis.

[0028] Em uma realização, a matriz química da presente invenção é adaptada para alterar pelo menos uma propriedade eletroquímica na presença de um analito. Como usado no presente pedido, o termo “propriedade eletroquímica” refere-se a qualquer propriedade do teste químico que muda na presença do analito e que pode ser transferida em um sinal elétrico de qualquer espécie. Em uma realização, a alteração da propriedade eletroquímica e/ou do sinal que se pode gerar a partir disso é proporcional à concentração do analito na amostra de teste. Em uma realização, a propriedade eletroquímica é um estado redox de pelo menos um dos componentes da matriz química, em uma realização, de um reagente indicador conforme descrito no presente pedido. Consequentemente, em uma realização, a reação de detecção é uma reação redox. Em uma realização adicional, a reação de detecção produz equivalentes redox e/ou elétrons como intermediários e/ou produtos. Em uma realização adicional, a propriedade eletroquímica é a concentração de um reagente indicador reduzido ou um oxidado, conforme descrito no presente pedido, isto é, em uma realização, a propriedade mensurável é o estado redox do dito reagente indicador compreendido no teste químico. Métodos para converter a propriedade eletroquímica conforme definido acima em um sinal físico que pode ser lido como um valor de medição são bem conhecidos na técnica e são descritos, por exemplo, nas patentes EP 0 821 234, EP 0 974 303 e US 2005/0023152. Em uma realização, as propriedades eletroquímicas incluem respostas amperométricas ou coulométricas indicativas da concentração do analito. Consulte, por exemplo, patentes US 5.108.564, 4.919.770 e 6.054.039.

[0029] O termo “equivalentes redox”, como usado no presente pedido, refere-se ao conceito comumente usado em química redox bem conhecido para o técnico no assunto. Em uma realização, o termo refere-se a elétrons que são transferidos a partir de um substrato da oxidorredutase para o cofator redox e/ou do dito cofator redox para um mediador redox e/ou do mediador redox para um composto indicador e/ou para um eletrodo.

[0030] Em uma realização, a matriz química é uma matriz química eletroquímica que entra em contato com pelo menos um eletrodo. Eletrodos adequados, configurações de eletrodos, compostos adicionais adequados de matrizes químicas de teste eletroquímico e modos de funcionamento dos mesmos são conhecidos para o técnico no assunto e são descritos, por exemplo, no documento WO 2007/071562 A1, patente US 2009/0198117 A1, documento WO 2007/071562 A1, documento WO 2014/001382 A1 e referências citadas a esse respeito. Contempla-se pela presente invenção que a matriz química de teste eletroquímico inclui um ou mais agentes para reagir com o analito para produzir um sinal eletroquímico que representa a presença do analito no fluido da amostra teste. É entendido pelo técnico no assunto que a matriz química de acordo com a presente invenção pode ter mais de uma camada ou, em uma realização, uma camada. As configurações de camadas apropriadas são bem conhecidas na técnica.

[0031] Em uma realização, a matriz química compreende adicionalmente um cofator redox e/ou um reagente indicador capaz de obter uma alteração em pelo menos uma propriedade eletroquímica na presença de equivalentes redox.

[0032] O termo “cofator redox”, como usado no presente pedido, refere-se a uma molécula que pode servir como uma aceitante para equivalentes redox enzimaticamente transferidos e, em particular, hidreto (H-). Em uma realização, o cofator redox é pirroloquinolina quinona (PQQ, n° CAS: 72909-343), nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD, n° CAS: 53-84-9) ou flavina adenina dinucleotídeo (FAD, n° CAS: 146-14-5). Entende-se que o cofator redox a ser incluído na matriz química de teste da presente invenção depende das propriedades da desidrogenase para ser contemplada. Por exemplo, PQQ é combinada em uma composição de acordo com a presente invenção com uma PQQ dependente de desidrogenase, NAD é combinada em uma composição de acordo com a presente invenção com uma NAD dependente de desidrogenase, e FAD é combinada em uma composição de acordo com a presente invenção com uma FAD dependente de desidrogenase. Um cofator redox de acordo com a presente invenção também pode, em uma realização, ser um derivado de PQQ, NAD ou FAD. Derivados típicos de NAD são os divulgados no documento WO 2007/012494 que é incorporado no presente pedido por referência com relação à divulgada NAD/NADH e/ou derivados de NADP/NADPH. Em uma realização adicional, o cofator redox em conformidade com a presente invenção é carbaNAD, conforme divulgado no documento WO 2007/012494.

[0033] Como usado no presente pedido, o termo “reagente indicador capaz de obter uma alteração em pelo menos uma propriedade eletroquímica na presença de equivalentes redox” refere-se a uma molécula que, na presença de equivalentes redox, é capaz de ser submetido a uma alteração em pelo menos uma propriedade mensurável, em uma realização, uma alteração que pode ser medida como propriedade eletroquímica da matriz química.

[0034] Um reagente indicador conforme citado acima é, em uma realização, capaz de transferir diretamente ou indiretamente, isto é, através de um mediador adicional, equivalentes redox a partir do cofator redox para um eletrodo. Neste último caso, os equivalentes redox são transferidos a partir do reagente indicador para um mediador intermediário que transfere subsequentemente os equivalentes redox para um eletrodo. Entende-se que mais que um mediador pode ser usado. Por exemplo, o agente pode transferir os equivalentes redox para um primeiro mediador que transfere subsequentemente os equivalentes redox para um segundo mediador e o dito segundo mediador então transfere os equivalentes redox para um eletrodo. Entende-se que nessa cascata de mediadores mais de dois mediadores poderiam ser usados. Em uma realização adicional, um reagente indicador é capaz de transferir diretamente equivalentes redox a partir do cofator redox para um eletrodo.

[0035] Os mediadores que podem ser aplicados no contexto da presente invenção são bem conhecidos na técnica e incluem, por exemplo, ferricianeto de potássio, derivados de quinona, azul de Nilo (CAS n°: 3625-578), azul de Meldola (CAS n°: 7057-57-0), complexos de ósmio conforme divulgado na patente EP 1 457 572 B1, complexos de metais de transição como cloreto de hexamina de rutênio ou derivados de anilina nitrosos.

[0036] Em uma realização da matriz química da presente invenção, a dita matriz química ainda compreende pelo menos um estabilizador, detergente, agente de expansão, agente de formação de película, agente oxidante e/ou partícula sólida. Estabilizantes adequados, detergentes, agentes de expansão, agentes de formação de película, agentes oxidantes e/ou partículas sólidas a serem usadas na composição da invenção são conhecidas pelos técnicos no assunto. Em uma realização, o dito pelo menos um detergente é selecionado a partir do grupo que consiste em: Sódio-N-metil-N-oleoiltaurato, N-octanoil-N-metil-glucamida, Mega 8 (N-metil-N-octanoilglucamida), dioctilsódio sulfosuccinato (DONS), Rhodapex® (em uma realização, CO-433 ou CO-436). Em uma realização, o dito pelo menos um agente de expansão é selecionado a partir do grupo que consiste em: copolímero anidrido de ácido metil vinil éter maleico, goma xantana e copolímero de ácido metil vinil éter maleico. Em uma realização, o dito pelo menos um agente de formação de película é selecionado a partir do grupo que consiste em: dispersões de polivinilpropionato, ésteres polivinílicos, acetatos polivinílicos, ésteres poliacrílicos, ácido polimetacrílico, amidas polivinílicas, poliamidas, poliestireno e polimerizados mistos também são adequados como de butadieno, estireno ou éster de ácido maleico. Em uma realização, a dita pelo menos uma partícula sólida é selecionada a partir do grupo que consiste em: partículas de sílica, em particular, dióxido de silício silicatos de sódio ou silicatos de alumínio, diatomito, óxidos metálicos, em particular, óxido de titânio e/ou óxido de alumínio, materiais óxidos sintéticos, em particular, nanopartículas de materiais óxidos como nanopartículas de dióxido de silício, óxido de alumínio ou óxido de titânio, caulim, vidro em pó, sílica amorfa, sulfato de cálcio e sulfato de bário.

[0037] Uma matriz química de acordo com a presente invenção pode ser fornecida, em uma realização, dissolvendo os componentes da matriz química primeiro em um solvente ou mistura de solventes. Em uma realização adicional, o dito solvente ou mistura de solventes é subsequentemente removido por um tratamento adequado de modo que a composição restante seja essencialmente livre do dito solvente ou mistura de solvente. Tratamentos adequado a serem, em uma realização, contemplados pela presente invenção incluem tratamento térmico, técnicas de evaporação, criodessecação e similares. Em uma realização, o tratamento contemplado é tratamento térmico e, em particular, tratamento térmico sob as seguintes condições: tratamento térmico a cerca de 60°C ou mais por aproximadamente 20 a 45 minutos ou a cerca de 95°C por aproximadamente 1 a 2 minutos com circulação de calor; espessura da matriz química de 20 a 200 micrômetros ou menos; a uma pressão de 1 bar ou 0,1 bar. Além disso, será entendido que a fim de manter a matriz química sob condição seca, o armazenamento, em uma realização, é realizado na presença de um agente de secagem, isto é, um dessecante. Os agentes de secagem adequados, em uma realização, englobam gel de sílica, zeólitos, carbonato de cálcio ou sulfato de magnésio.

[0038] Como usado no presente pedido, o termo “matriz química ativa” refere-se a uma matriz química da presente invenção que compreende os componentes conforme especificado no presente pedido, incluindo uma atividade enzimática ativa na presença de um analito. Consequentemente, o termo “matriz química inativa” refere-se a uma matriz química da presente invenção que não compreende a dita atividade enzimática ativa na presença do dito analito. A matriz química inativa da presente invenção compreende pelo menos o reagente indicador conforme citado no presente pedido, em uma realização, na mesma concentração conforme está presente na matriz química ativa e tem uma viscosidade similar, em uma realização, a mesma viscosidade, como a matriz química ativa. Em uma realização adicional, a matriz química inativa compreende o mesmo cofator redox como a matriz química ativa, em uma realização, na mesma concentração que está presente na matriz química ativa. Ainda em uma realização adicional, a matriz química inativa compreende o mesmo formador de película como a matriz química ativa, em uma realização, na mesma concentração que está presente na matriz ativa. É compreendido pelo técnico no assunto que para a compensação de interferência ser tão completa quanto possível, a matriz química ativa e a inativa são tipicamente tão similares quanto possível, com exceção da presença ou ausência da atividade enzimática da presente invenção. A matriz química inativa da presente invenção pode ter características de difusão similares, ou até as mesmas características de difusão, como a matriz química ativa. Consequentemente, em uma realização, a composição da matriz química ativa difere da composição da matriz química inativa somente pela presença da dita atividade enzimática na matriz química ativa. Além disso, em uma realização, a matriz química ativa compreende um polipeptídeo que tem a dita atividade enzimática e a matriz química inativa compreende um polipeptídeo que não tem a dita atividade enzimática. Em uma realização adicional, o polipeptídeo que não tem a dita atividade enzimática é uma forma de inativada do dito polipeptídeo que tem a dita atividade enzimática. Em uma realização adicional, o polipeptídeo que não tem a dita atividade enzimática é um polipeptídeo sendo cataliticamente inativo, por exemplo, albumina de soro bovino.

[0039] Em uma realização, a matriz química ativa e uma matriz química inativa são dispostas no elemento sensor de modo que um circuito elétrico que englobe o primeiro e o segundo eletrodo e a dita matriz química ativa e inativo possa ser fechado após pedido da amostra de teste. Em uma realização, as matrizes químicas ativas e inativas são dispostas adjacentes entre si. Em uma realização adicional, as matrizes químicas ativas e inativas são dispostas adjacente entre si de modo que ambas as matrizes químicas sejam umidificadas simultaneamente pela amostra de teste. Em uma realização adicional, a matriz química ativa e a matriz química inativa são dispostas em uma disposição face a face conforme descrito em outro local no presente pedido.

[0040] Como usado no presente pedido, o termo “atividade enzimática” refere-se à atividade de uma molécula biológica, em uma realização, uma macromolécula biológica, em uma realização adicional, um polipeptídeo, de catalisação de uma reação química. Em uma realização, a atividade enzimática é uma atividade oxidorredutase, em uma realização adicional, uma atividade desidrogenase. O termo “atividade desidrogenase”, como usado no presente pedido, refere-se a uma atividade enzimática que catalisa a oxidação ou redução de um substrato por transferência de hidretos (H-) em um mecanismo de uma etapa ou H+ / e- em um mecanismo de duas etapas como equivalentes redox para ou a partir de um cofator redox conforme citado para no presente pedido em outro local. Em uma realização, uma atividade desidrogenase catalisa a oxidação de um substrato por transferência de hidretos (H-) como equivalentes redox para uma molécula aceitante, em uma realização, para um cofator redox conforme citado no presente pedido em outro local. Atividades de desidrogenase típicas são aquelas que dependem de um cofator redox (ou às vezes citada como coenzima) como pirrol quinolinila quinona (PQQ), nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) ou um derivado da mesma, ou um cofator flavina, como flavina adenina dinucleotídeo (FAD) ou a flavina mononucleotídeo (FMN). Atividades de desidrogenase típicas são, em particular, as das enzimas lactato desidrogenase (número EC 1.1.1.27 ou 1.1.1.28), glicose desidrogenases (consulte abaixo), álcool desidrogenase (número EC 1.1.1.1 ou número EC 1.1.1.2), L-aminoácido desidrogenase (número EC 1.4.1.5), glicerina desidrogenase (número EC 1.1.1.6), malato desidrogenase (número EC 1.1.1.37), 3-hidroxibutirato desidrogenase (número EC 1.1.1.30), sorbitol desidrogenase (número EC 1.1.1.14) ou colesterol desidrogenase.

[0041] Em uma realização adicional, a atividade desidrogenase é a atividade de uma glicose desidrogenase. Em uma realização adicional, a dita glicose desidrogenase é selecionada a partir do grupo que consiste em: glicose desidrogenase (número EC 1.1.1.47), quinoproteína glicose desidrogenase (número EC 1.1.5.2), em particular, glicose desidrogenase dependente de pirrol quinolinila quinona (PQQ) (número EC 1.1.5.2), glicose-6-fosfato desidrogenase (número EC 1.1.1.49), glicose desidrogenase dependente de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) (número EC 1.1.1.119) e glicose desidrogenase dependente de flavina adenina dinucleotídeo (FAD) (número EC 1.1.99.10) ou mutantes enzimaticamente ativos das mesmas.

[0042] De forma vantajosa, descobriu-se que no trabalho subjacente da presente invenção usando-se um elemento sensor que tem uma configuração de dois eletrodos, dos quais um entra em contato com uma matriz química que compreende uma enzima ativa na presença de um analito, e do qual o segundo entra em contato com uma matriz química que não compreende a dita enzima, e medindo um parâmetro elétrico uma vez em uma dada polaridade, seguido por medição na polaridade invertida, interferência, isto é, sinal não resultante de atividade enzimática no analito, pode ser facilmente compensado. A redução do número de eletrodos reduz o erro de medição total e também reduz a complexidade de fabricação e, portanto, custos de fabricação.

[0043] As definições produzidas acima aplicam as mudanças necessárias (mutatis mutandis) para o seguinte. Definições e explicações adicionais também feitas abaixo, além disso, se aplicam para todas as realizações descritas nestas mudanças necessárias (mutatis mutandis) do relatório descritivo.

[0044] A presente invenção também se refere a um método para detectar pelo menos um analito em uma amostra de teste, cujo dito método compreende as etapas de: a) colocar a dita amostra de teste em contato (i) com uma matriz química ativa que altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, cuja dita matriz química ativa faz contato com um primeiro eletrodo; e (ii) com uma matriz ativa química inativa, cuja dita matriz química inativa faz contato com um segundo eletrodo, b) fechar um circuito elétrico que inclui os ditos primeiro e segundo eletrodos e as ditas matrizes químicas ativa e inativa, seguido pela determinação de um primeiro valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica, c) inverter a polaridade elétrica do circuito elétrico de b), seguido pela determinação de um segundo valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica, e d) detectar o dito pelo menos um analito com base no dito primeiro valor e no dito segundo valor.

[0045] O método para a presente invenção, em uma realização, é um método in vitro. Além disso, pode compreender etapas em adição àquelas explicitamente mencionadas acima. Por exemplo, etapas adicionais podem se referir, por exemplo, a obtenção de uma amostra de teste para a etapa a) ou repetir as etapas b) e/ou etapa c). Além disso, uma ou mais das ditas etapas pode ser realizada por equipamento automatizado.

[0046] O termo “entrar em contato” é entendido pelo técnico no assunto e refere-se a trazer dois elementos em contato físico, permitindo que os ditos elementos ou componentes dos mesmos interajam.

[0047] O método para a presente invenção necessita pelo menos uma medição de um valor de pelo menos uma propriedade eletroquímica em uma dada polaridade, e pelo menos uma medição de um valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica na polaridade inversa. É compreendido pelo técnico no assunto que as ditas medições podem ser repetidas a fim de aumentar a precisão do resultado. Além disso, etapas adicionais podem ser incluídas, por exemplo, em uma realização, uma ou mais medição e/ou interrupções sem tensão entre as medições na primeira e na segunda polaridade. Em uma realização, a dita interrupção é definida para durar pelo menos 0,5 s, em uma realização adicional, por pelo menos 1 s, ainda em uma realização adicional, por pelo menos 2 s ou, em uma realização adicional, por pelo menos 3 s. Em uma realização, a faixa de tempo para a dita medição e/ou interrupção sem tensão é de 0,1 s a 10 s, em uma realização adicional, de 1 s a 8 s ou, em uma realização adicional, de 2 a 5 s. É compreendido pelo técnico no assunto que, se mais de um ciclo de medição está a ser aplicado, a medição e/ou interrupção sem tensão também podem ser incluídas entre os ditos ciclos de medição.

[0048] De forma vantajosa, descobriu-se no trabalho subjacente à presente invenção, que uma realização incluindo uma etapa que fornece uma interrupção sem tensão entre as medições na primeira e na segunda polaridade permite produtos de reação, em particular, produtos redox, em uma realização, o(s) indicador(es) redox(s), se difundi(rem) longe dos eletrodos. Dessa forma, a inclusão da dita interrupção reduz a corrente causada pela reação anterior de produtos redox formados nos eletrodos, que de outro modo poderia sobrepor a corrente induzida por compostos de interferência potencialmente presentes.

[0049] De acordo com a presente invenção, qualquer método matemático e/ou metrológico adequado para compensar a interferência com o uso do dito primeiro e segundo valores é utilizável para detectar um analito de interesse; por exemplo, um conjunto de curvas de calibração pode ser estabelecido para pares específicos do primeiro e segundo valores; ou o circuito de detecção pode ser configurado de modo que o sinal gerado por reações químicas de fundo seja compensado pelo dispositivo de medição. Consequentemente, nem sempre será necessário que o valor detectado a partir de reações químicas de fundo seja realmente colocado para um usuário ou para uma unidade de avaliação. Em uma realização, detectar o analito compreende calcular uma diferença entre o primeiro valor e o segundo valor determinado de acordo com o método da presente invenção. Ainda em uma realização, detectar o analito compreende comparar os valores medidos aos dados de calibração, a dita calibração de dados em uma realização, dos dados de calibração, tendo sido obtido por determinação de dados de treinamento sob condições perturbadas, isto é, em uma realização, na presença de compostos de interferência. Em uma realização adicional, detectar o analito compreende calcular uma diferença ponderada entre os valores medidos aplicando a primeira e a segunda polaridade, em que os fatores de ponderação são obtidos por determinação de dados de calibração sob condições perturbadas, isto é, em uma realização, na presença de compostos de interferência.

[0050] Em uma realização, detectar um analito com o método de acordo com a presente invenção compreende aplicar uma tensão, em uma realização adicional, uma tensão DC. Em uma realização adicional, detectar um analito com o método de acordo com a presente invenção compreende medir a corrente resultante da dita aplicação de tensão. A tensão aplicada na segunda polaridade, em uma realização, corresponde à tensão aplicada na primeira polaridade ± 40%, em uma realização adicional, ± 20% ou ainda em uma realização adicional, ± 10%. Em uma realização adicional, a tensão aplicada tem o mesmo valor numérico em ambas as polaridades.

[0051] É compreendido pelo técnico no assunto que o método da presente invenção pode ser colocado em prática com o uso de qualquer dispositivo que compreende as características especificadas. Consequentemente, o método da presente invenção pode, por exemplo, em uma realização, também ser realizado com o uso de uma fita de teste convencional que tem mais de dois eletrodos, dos quais pelo menos um faz contato com uma matriz química que compreende uma atividade enzimática ativa no presente de um analito, e dos quais pelo menos um faz contato com uma matriz química que não compreende uma atividade enzimática ativa no presente do dito analito. Em uma realização adicional, o método da presente invenção é colocado em prática com o uso de um elemento sensor da presente invenção.

[0052] Além disso, a presente invenção refere-se a um dispositivo de teste para detectar pelo menos um analito na amostra de teste, que compreende: i) um receptáculo para um elemento sensor, cujo dito elemento sensor compreende pelo menos dois eletrodos e uma matriz química ativa e uma inativa, cuja dita matriz química ativa altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, um primeiro eletrodo faz contato com a dita matriz química ativa; e um segundo eletrodo faz contato com a dita matriz química inativa, e ii) meios para determinar a propriedade eletroquímica de pelo menos um reagente indicador compreendido no dito elemento sensor de acordo com o método da presente invenção.

[0053] O termo “dispositivo de teste”, como usado no presente pedido, refere-se a um dispositivo de teste em princípio conhecido na técnica, no entanto, adaptado para medir a alteração induzida pelo analito da propriedade eletroquímica conforme especificado no presente pedido acima de acordo com o método da presente invenção. Consequentemente, o dispositivo de teste da presente invenção compreende pelo menos um receptáculo para um elemento sensor e pelo menos um meio para determinar uma propriedade eletroquímica de uma matriz química que se altera na presença de um analito, em que o dito elemento sensor compreende (i) pelo menos dois eletrodos e (ii) uma matriz química ativa e uma inativa, a dita matriz química alterando pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito; e em que no dito elemento sensor um primeiro eletrodo faz contato com a dita matriz química ativa; e um segundo eletrodo faz contato com a dita matriz química inativa. Em uma realização, o dispositivo de teste da presente invenção compreende pelo menos um receptáculo para um elemento sensor da presente invenção. Em uma realização, o dispositivo de teste ainda compreende uma unidade de fonte de alimentação, em uma realização, uma fonte de tensão, por exemplo, em uma realização, uma bateria e/ou um acumulador e/ou uma amperômetro. Em uma realização, o dispositivo de teste é um dispositivo de teste de diagnóstico. Em uma realização, o dispositivo de teste ainda compreende pelo menos um sensor para determinar um parâmetro ambiente. Em uma realização adicional, o dispositivo de teste ainda compreende pelo menos um sensor de temperatura para determinar uma temperatura ambiente. Ainda em uma realização, o dispositivo de teste é um dispositivo de teste portátil.

[0054] O termo “receptáculo” é conhecido pelo técnico no assunto e refere-se a um elemento do dispositivo de teste para receber pelo menos um elemento sensor, em uma realização, um elemento sensor de acordo com a presente invenção, fornecendo um ou mais conectores e/ou contatos conforme apropriado para detectar um analito em um fluido corporal e, em uma realização, adaptado para localizar o elemento de teste em pelo menos uma posição de aplicação em que uma amostra de teste do fluido corporal é aplicável ao elemento de teste. A realização específica do receptáculo do elemento de teste dependerá do tipo de elemento de teste e do produto químico de teste usado nesse. Dessa forma, como um exemplo, o receptáculo do elemento de teste pode ter ou pode compreender um ou mais dentre: uma abertura para inserir totalmente ou parcialmente pelo menos um elemento de teste, em uma realização, um elemento de teste em forma de tira; um espaço aberto dentro de um alojamento para receber totalmente ou parcialmente pelo menos um elemento de teste; um carretel para receber um ou mais elementos de teste; uma guia para reter e/ou mover um ou mais dos elementos de teste.

[0055] É compreendido pelo técnico no assunto que o dispositivo de teste da presente invenção pode ser adaptado para ser usado em conjunto com qualquer elemento sensor que compreende as características especificadas. Consequentemente, o dispositivo de teste da presente invenção também pode, por exemplo, ser adaptado para ser usado em conjunto com uma tira de teste convencional que tem mais de dois eletrodos, dos quais pelo menos um primeiro eletrodo faz contato com uma matriz química ativa, e dos quais pelo menos um segundo eletrodo faz contato com uma matriz química inativa. Em uma realização adicional, o dispositivo de teste da presente invenção é adaptado para ser usado em conjunto com um elemento sensor da presente invenção.

[0056] Além disso, a presente invenção refere-se a um sistema de teste que compreende: i) um elemento sensor que compreende pelo menos dois eletrodos e uma matriz química ativa e uma inativa, cuja dita matriz química ativa altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença de um analito, um primeiro eletrodo que faz contato com a dita matriz química ativa; e um segundo eletrodo que faz contato com a dita matriz química inativa, e ii) um dispositivo que compreende um receptáculo para o elemento sensor de a) e meios para determinar a propriedade eletroquímica de pelo menos um reagente indicador compreendido no dito elemento sensor de acordo com o método da presente invenção.

[0057] Além disso, a presente invenção refere-se ao uso do elemento sensor de acordo com a presente invenção, do dispositivo de acordo com a presente invenção e/ou do sistema de acordo com a presente invenção para detectar pelo menos um analito.

[0058] A invenção ainda divulga e propõe um programa de computador que inclui instruções executáveis por computador para realizar o método de acordo com a presente invenção em uma ou mais das realizações inclusas no presente pedido quando o programa é executado em um computador ou rede de computadores. Especificamente, o programa de computador pode ser armazenado em um portador de dados legível em computador. Dessa forma, especificamente, um, mais que um ou até mesmo todas as etapas do método a) a d) conforme indicado acima podem ser realizadas pelo uso de um computador ou de uma rede de computadores, em uma realização, pelo uso de um programa de computador.

[0059] A invenção ainda divulga e propõe um produto de programa de computador que tem os meios do código do programa, a fim de realizar o método de acordo com a presente invenção em uma ou mais das realizações inclusas no presente pedido quando o programa é executado em um computador ou rede de computadores. Especificamente, os meios do código do programa podem ser armazenados em um portador de dados legível em computador.

[0060] Além disso, a invenção divulga e propõe um portador de dados que tem uma estrutura de dados armazenada nisto, que, após o carregamento em um computador ou rede de computadores, como em uma memória de trabalho ou memória principal do computador ou da rede de computadores, pode executar o método de acordo com uma ou mais das realizações divulgadas no presente pedido.

[0061] A invenção ainda propõe e divulga um produto de programa de computador com meios do código de programa armazenados em um portador legível por máquina, a fim de realizar o método de acordo com uma ou mais das realizações divulgadas no presente pedido, quando o programa é executado em um computador ou rede de computadores. Como usado no presente pedido, um produto programa de computador refere-se ao programa como um produto comercializável. O produto geralmente pode existir em um formato arbitrário, como em um formato de papel ou em um portador de dados legível em computador. Especificamente, o produto programa de computador pode ser distribuído através de uma rede de dados.

[0062] Finalmente, a invenção propõe e divulga um sinal de dados modulado que contém instruções legíveis por um sistema de computador ou rede de computadores para executar o método de acordo com uma ou mais das realizações divulgadas no presente pedido.

[0063] Em uma realização, referindo-se aos aspectos implementados por computador da invenção, uma ou mais das etapas de métodos ou até mesmo todas as etapas do método de acordo com um ou mais das realizações divulgadas no presente pedido podem ser realizadas pelo uso de um computador ou rede de computadores. Dessa forma, geralmente, qualquer uma das etapas de métodos incluindo fornecimento e/ou manipulação de dados pode ser realizada pelo uso de um computador ou rede de computadores. Geralmente, essas etapas de métodos podem incluir qualquer uma das etapas de métodos, tipicamente exceto para etapas de métodos que necessitam de trabalho manual, como fornecimento de amostras de teste e/ou certos aspectos de execução das medições reais.

[0064] Especificamente, a presente invenção ainda divulga: - Um computador ou rede de computadores que compreende pelo menos um processador, em que o processador está adaptado para realizar o método de acordo com uma das realizações descritas nessa descrição, - Uma estrutura de dados carregável em computador que é adaptada para realizar o método de acordo com uma das realizações descritas nesta descrição, ao mesmo tempo em que a estrutura de dados está sendo executada em um computador, - um programa de computador, em que o programa de computador é adaptado para realizar o método de acordo com uma das realizações descritas nesta descrição, ao mesmo tempo em que o programa está sendo executado em um computador, - um programa de computador que compreende meios de programas para realizar o método de acordo com uma das realizações descritas nesta descrição, ao mesmo tempo em que o programa de computador está sendo executado em um computador ou em uma rede de computadores, - um programa de computador que compreende meios de programas de acordo com a realização anterior, em que os meios de programas são armazenados em um meio de armazenamento legível para um computador, - um meio de armazenamento, em que uma estrutura de dados é armazenada no meio de armazenamento e em que a estrutura de dados é adaptada para realizar o método de acordo com uma das realizações descritas nesta descrição após ter sido carregado em um armazenamento principal e/ou de trabalho de um computador ou de uma rede de computadores, e - um produto de programa de computador que tem meios de código de programa, em que os meios de código de programa podem ser armazenados ou estão armazenados em um meio de armazenamento, para executar o método de acordo com uma das realizações descritas nesta descrição, caso os meios de código de programa sejam executados em um computador ou em uma rede de computadores.

[0065] Todas as referências citadas nesse relatório descritivo são incorporadas como referência no presente pedido em relação aos seus conteúdos completos e ao conteúdo da divulgação especificamente mencionado nesse relatório descritivo.

[0066] Resumindo as descobertas da presente invenção, são contempladas as seguintes realizações.

[0067] Realização 1: Um elemento sensor para determinar pelo menos um analito, que compreende um par de eletrodos e pelo menos uma matriz química ativa e uma inativa, cuja dita matriz química ativa altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, (i) em que o dito par de eletrodos consiste em dois eletrodos eletricamente isolados de outros eletrodos, (ii) em que a dita matriz química ativa compreende a dita atividade enzimática e em que a dita matriz química inativa não compreende a dita atividade enzimática, e (iii) em que um primeiro eletrodo do dito par de eletrodos faz contato com a dita matriz química ativa e em que um segundo eletrodo do dito par de eletrodos faz contato com a dita matriz química inativa.

[0068] Realização 2: O elemento sensor da realização 1, em que a composição da dita matriz química ativa difere da composição da dita matriz química inativa somente pela presença da dita atividade enzimática.

[0069] Realização 3: O elemento sensor da realização 1 ou 2, em que a dita matriz química ativa compreende um polipeptídeo que tem a dita atividade enzimática e em que a dita matriz química inativa compreende um polipeptídeo que não tem a dita atividade enzimática.

[0070] Realização 4: O elemento sensor da realização 3, em que o dito polipeptídeo que não tem a dita atividade enzimática é uma forma inativada do dito polipeptídeo que tem a dita atividade enzimática.

[0071] Realização 5: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 4, que compreende exatamente um par de eletrodos.

[0072] Realização 6: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 5, em que pelo menos um analito é glicose.

[0073] Realização 7: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 6, em que pelo menos o dito polipeptídeo que tem a dita atividade enzimática é uma glicose desidrogenase.

[0074] Realização 8: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 7, em que pelo menos a dita matriz química compreende ainda pelo menos um cofator redox.

[0075] Realização 9: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 8, em que o elemento sensor é um elemento sensor face a face.

[0076] Realização 10: Um método para detectar pelo menos um analito em uma amostra de teste, cujo dito método compreende as etapas de: a) colocar a dita amostra de teste em contato (i) com uma matriz química ativa que altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, cuja dita matriz química ativa faz contato com um primeiro eletrodo; e (ii) com uma matriz ativa química inativa, cuja dita matriz química inativa faz contato com um segundo eletrodo, b) fechar um circuito elétrico que inclui os ditos primeiro e segundo eletrodos e as ditas matrizes químicas ativa e inativa, seguido pela determinação de um primeiro valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica, c) inverter a polaridade elétrica do circuito elétrico de b), seguido pela determinação de um segundo valor da dita pelo menos uma propriedade eletroquímica, e d) detectar o dito pelo menos um analito com base no dito primeiro valor e no dito segundo valor.

[0077] Realização 11: O método da realização 10, em que detectar o dito pelo menos um analito compreende calcular a diferença entre o dito primeiro valor determinado na etapa b) e o dito segundo valor determinado na etapa c).

[0078] Realização 12: O método da realização 10 ou 11, em que a etapa b) compreende aplicar uma tensão no dito circuito elétrico.

[0079] Realização 13: O método da realização 12, em que a etapa c) compreende aplicar uma tensão invertida em relação à tensão da etapa b) ao dito circuito elétrico.

[0080] Realização 14: O método de qualquer uma das realizações 10 a 13, em que o nível de tensão aplicada na etapa b) é essencialmente o mesmo como na etapa c).

[0081] Realização 15: Um dispositivo de teste para detectar pelo menos um analito em uma amostra de teste, que compreende: (i) um receptáculo para um elemento sensor, cujo dito elemento sensor compreende pelo menos dois eletrodos e uma matriz química ativa e uma inativa, cuja dita matriz química ativa altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, um primeiro eletrodo faz contato com a dita matriz química ativa; e um segundo eletrodo faz contato com a dita matriz química inativa, e (ii) meios para determinar a propriedade eletroquímica do dito pelo menos um reagente indicador compreendido no dito elemento sensor de acordo com o método de qualquer uma das realizações 10 a 14.

[0082] Realização 16: Um sistema de teste que compreende: (i) um elemento sensor que compreende pelo menos dois eletrodos e uma matriz química ativa e uma inativa, cuja dita matriz química ativa altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do dito analito, um primeiro eletrodo que faz contato com a dita matriz química ativa; e um segundo eletrodo que faz contato com a dita matriz química inativa, e (ii) um dispositivo de teste que compreende um receptáculo para o elemento sensor de a) e meios para determinar a propriedade eletroquímica das ditas matrizes químicas compreendidas no dito elemento sensor de acordo com o método de qualquer uma das realizações 10 a 14.

[0083] Realização 17: O sistema da realização 16, em que o elemento sensor é um elemento sensor de acordo com qualquer uma das realizações 1 a 9.

[0084] Realização 18: Uso do elemento sensor de acordo com qualquer uma das realizações 1 a 9 do dispositivo de teste de acordo com a realização 15, ou do sistema de teste de acordo com a realização 16 ou 17 para detectar pelo menos um analito.

[0085] Realização 19: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 9, em que o dito elemento sensor não compreende um eletrodo de referência.

[0086] Realização 20: O elemento sensor de qualquer uma das realizações 1 a 9 e 19, em que o dito par de eletrodos é isolado de qualquer eletrodo adicional potencialmente presente no dito elemento sensor, de modo que (i) a resistência entre o primeiro eletrodo do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional e (ii) a resistência entre o segundo eletrodo do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional, ambas tenham pelo menos 25 kQ após aplicação de uma amostra de teste para o elemento sensor.

[0087] Realização 21: O método de qualquer uma das realizações 10 a 14 colocado em prática com o uso de um elemento sensor de acordo com qualquer uma das realizações de 1 a 9 e 19 a 20.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0088] Características opcionais adicionais e realizações da invenção serão divulgadas em mais detalhes na descrição subsequente das realizações. Nestas, as respectivas características opcionais, por exemplo, aquelas descritas nas reivindicações dependentes, podem ser entendidas de uma forma isolada bem como em quaisquer combinações arbitrárias viáveis, conforme o técnico no assunto entenderá. O escopo da invenção não está restrito pelas realizações descritas nos exemplos. As realizações estão representadas esquematicamente nas Figuras. Nestas, números de referência idênticos nessas Figuras referem-se a elementos idênticos ou funcionalmente comparáveis.

[0089] A Figura 1 mostra uma vista esquemática de uma realização exemplar de um elemento sensor de acordo com a presente invenção; A: vista superior; B: vista em seção transversal ao longo do eixo A-A’.

[0090] A Figura 2 mostra uma vista superior esquemática de outra realização exemplar de um elemento sensor de acordo com a presente invenção;

[0091] A Figura 3 mostra uma vista em seção transversal esquemática de uma configuração de eletrodo face a face conectado a um potenciostato.

[0092] A Figura 4 mostra uma vista em seção transversal esquemática de uma realização exemplar de um sistema de teste e um dispositivo de teste da presente invenção.

[0093] A Figura 5 mostra uma representação esquemática do princípio subjacente da medição de compensação de interferência da presente invenção; EM: reagente indicador (eletromediador); IF: composto de interferência (redox-ativo); a contribuição do composto de interferência é a mesma em ambas as polaridades; enquanto que a glicose somente contribui para a corrente medida se uma tensão positiva for aplicada.

[0094] A Figura 6 mostra um gráfico que representa a corrente medida após a aplicação da tensão indicada entre os dois eletrodos em um elemento de teste de acordo com a presente invenção. Eixo x: tempo (t) em s, eixo y: corrente (A) medida em μA ou Tensão (U) aplicava em mV. Linha pontilhada: tensão aplicada; linha cheia: corrente medida com o uso de uma solução com 120 mg/dL de glicose como uma amostra, linha tracejada: corrente medida com o uso de uma solução com 30 mg/dL de glicose + 30 mg/dL de ácido ascórbico como amostra.

[0095] A Figura 7 mostra um gráfico que representa a corrente medida após a aplicação da tensão indicada entre os dois eletrodos em um elemento de teste de acordo com a presente invenção. Eixo x: Tensão (U) aplicada em mV, eixo y: corrente (I) medida em μA, tempo de amostragem t = 5s; as amostras eram: triângulos: glicose (600 mg/dL); diamantes: ácido ascórbico (100 mg/dL). Duas tiras de teste foram medidas para cada amostra.

[0096] A Figura 8 mostra um gráfico que representa a corrente medida após a aplicação e manutenção da tensão indicada entre os dois eletrodos em um elemento de teste de acordo com a presente invenção. Eixo x: tempo (t) aplicado em s, eixo y: corrente (I) medida em μA; diamantes: corrente medida com o uso de uma solução com 120 mg/dL de glicose como uma amostra, triângulos: corrente medida com o uso de uma solução com 30 mg/dL de glicose + 30 mg/dL de ácido ascórbico como amostra.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0097] Na Figura 1 é representada uma vista esquemática de uma realização exemplar de um elemento sensor (110). Nesta realização exemplar, o elemento sensor (110) é projetado como uma tira de teste. No entanto, adicional ou alternativamente, outros tipos de elementos sensores (110) podem ser usados, como tiras de teste e/ou discos de teste.

[0098] O elemento sensor (110), conforme descrito acima, compreende pelo menos um primeiro eletrodo (112) colocado em contato com uma matriz química ativa (116); e pelo menos um segundo eletrodo (114) colocado em contato com uma matriz química inativa (118). O primeiro eletrodo (112) e o segundo eletrodo (114) estão ambos localizados sobre um substrato (124) como uma camada de suporte. Entende-se que para o técnico no assunto o elemento sensor (110) também pode ser realizado de uma forma fechada, em que o elemento sensor compreende um elemento capilar que guia a amostra de teste (116) para a matriz química ativa (116) e para a matriz química inativa (118). A matriz química ativa (116) e a matriz química inativa (118) podem ser colocadas em contato direto uma com a outra (conforme mostrado na Figura 1 e 2) ou, em realizações alternativas da invenção, espaçadas entre si. O primeiro eletrodo (112) compreende em uma extremidade, que não é coberta pela matriz química ativa (116), um elemento de contato do primeiro eletrodo (120). O segundo eletrodo (114) compreende em uma extremidade, que não é coberta pela matriz química inativa (118), um elemento de contato do segundo eletrodo (122). Estes elementos de contato (120), (122) podem ser usados para ligar de forma condutora o elemento sensor (110) a uma unidade de medição para determinar o analito.

[0099] O elemento sensor exemplar (110) representado na Figura 2 compreende os mesmos elementos que o elemento sensor exemplar representado na Figura 1. No entanto, a disposição espacial dos elementos é diferente.

[00100] Na Figura 3 é representada uma vista em seção transversal esquemática de outra realização exemplar de um elemento sensor (110). Nessa realização exemplar, o elemento sensor (110) é projetado em uma configuração face a face. O elemento sensor face a face (110) compreende os mesmos elementos que o elemento sensor das Figuras 1 ou 2, no entanto, o primeiro eletrodo (112) que faz contato com a matriz química ativa (116) e o segundo eletrodo (114) que faz contato com a matriz química inativa (118) estão dispostos em sentido oposto. O primeiro eletrodo (112) e o segundo eletrodo (114) estão ambos localizados sobre substratos (124) como suas respectivas camadas de suporte. A amostra pode estar localizada dentro da câmara de amostra (154) entre o primeiro eletrodo (112) e o segundo eletrodo (114) e está em contato com ambos os eletrodos (112), (114). A câmara de amostra pode compreender dimensões capilares que permitam que a amostra flua para dentro e preencha a câmara de amostra por ações capilares. Um potenciostato (152) é usado para aplicar tensões de polaridade e magnitude definidas no primeiro eletrodo (112) e segundo eletrodo (114).

[00101] Na Figura 4 é representada uma vista em seção transversal de uma realização de um dispositivo de teste (132) e um sistema de teste (130) de acordo com a presente invenção. O dispositivo de teste (132) em uma realização, é realizado como um dispositivo portátil. O dispositivo de teste (132), em uma realização, compreende um compartimento (150) que pode ter um volume menor que 1000 cm3, em uma realização, menor que 500 cm3, para ser carregado por uma pessoa. O dispositivo de teste (132) compreende um receptáculo (146) para receber um elemento sensor (110) que, além do dispositivo de teste (132), forma um componente do sistema de teste (130). O receptáculo (146) é adaptado para localizar o elemento sensor (110) em pelo menos uma posição de aplicação na qual uma amostra de teste (126) de um fluido corporal é aplicável ao elemento sensor (110).

[00102] O dispositivo de teste (132) compreende ainda uma unidade de medição (148) que mede a alteração em uma propriedade eletroquímica da matriz química ativa (116) e da matriz química inativa (118) compreendidas no elemento sensor (110). Nesta extremidade, a unidade de medição é conectada de forma condutiva ao primeiro eletrodo (112) através do elemento de contato do primeiro eletrodo (120) e do elemento de contato que faz contato com o elemento de contato do primeiro eletrodo (138), e ao segundo eletrodo (114) através do elemento de contato do segundo eletrodo (122) e do elemento de contato que faz contato com o elemento de contato do segundo eletrodo (140).

[00103] O dispositivo de teste (132) compreende ainda pelo menos uma unidade de avaliação (144), que é adaptada para determinar a concentração do analito pelo uso dos valores medidos pela unidade de medição (148). A unidade de avaliação (144), em uma realização, pode ser ou pode compreender pelo menos um dispositivo de processamento de dados, como pelo menos um computador e/ou pelo menos um circuito integrado específico para a aplicação. Como um exemplo, a unidade de avaliação (144) pode compreender um microcomputador. Além disso, a unidade de avaliação (144) pode compreender um ou mais elementos adicionais, como pelo menos um dispositivo de armazenamento de dados e/ou outros componentes.

[00104] A unidade de avaliação (144) é conectada unidirecional ou bidirecionalmente na unidade de medição (148) para receber os valores de medição a partir da unidade de medição (148). Além disso, a unidade de avaliação (144) pode ser adaptada para controlar a funcionalidade global do dispositivo de teste (132) como para controlar o processo de medição realizado pela unidade de medição (148).

[00105] O dispositivo de teste (132) pode compreender ainda uma ou mais interfaces homem-máquina, como pelo menos uma tela (136) e/ou pelo menos um elemento de controle (134) como pelo menos um botão de apertar. Os elementos (134), (136) também podem ser conectados à unidade de avaliação (144).

[00106] O dispositivo de teste (132) pode compreender ainda pelo menos uma interface eletrônica (142) para a troca unidirecional e/ou bidirecional de dados e/ou comandos com um ou mais dispositivos externos, como uma interface sem fio e/ou com fio.

[00107] A Figura 5 mostra uma representação esquemática do princípio subjacente da medição de compensação de interferência da presente invenção. O primeiro eletrodo (112) faz contato com a matriz química ativa (116) e o segundo eletrodo (114) faz contato com a matriz química inativa (118). Na matriz química ativa (116), a glicose é oxidada pela enzima glicose desidrogenase (GDH) para produzir flavina-adenina-dinucleotídeo (FAD); na matriz química inativa (118), na ausência de GDH, a glicose não é oxidada e não é produzido FAD reduzido. Dessa forma, na polaridade da Figura 5a), a glicose e um composto de interferência (IF) contribuem para a redução do reagente indicador (eletromediador, EM) e, dessa forma, para a corrente medida. Ao contrário, na polaridade da Figura 5b), somente o IF pode contribuir para a corrente. Dessa forma, a contribuição do composto de interferência é a mesma em ambas as polaridades (+ 500mV e - 500 mV), enquanto que a glicose somente contribui para a corrente medida se uma tensão positiva for aplicada.

[00108] Os gráficos nas Figuras 6 a 8 mostram os resultados de uma medição dinâmica sobre as tiras do teste face a face que implementam a compensação de interferência da presente invenção. A configuração de teste usou tiras de teste de eletrodo face a face descartáveis que correspondem, a princípio, à configuração representada esquematicamente na Figura 3: Com o uso de folha de poliéster como um substrato (suporte), (124), 50nm de ouro em partículas foi depositado como o primeiro e segundo eletrodo (112), (114) e aproximadamente 5 μm de matriz química (116), (118) foi aplicada (espessura medida após a secagem). Matrizes químicas compreenderam espessantes convencionais, formadores de película, compostos tampão, detergentes e estabilizantes e similares conhecidos na técnica; o mediador redox usado foi a nitrosoanilina. A enzima usada na matriz química ativa (116) foi uma glicose desidrogenase (GDH) com o uso de FAD como um cofator; na matriz química inativa (118) GDH foi substituída por albumina. As dimensões da câmara de amostra eram 0,2 mm x 2 mm x 10 mm; consequentemente, a distância entre o primeiro eletrodo (112) e o segundo eletrodo (114) era de 0,2 mm.

EXEMPLO 1

[00109] No exemplo da Figura 6, um sinal de tensão triangular é aplicado aos eletrodos. Os resultados do teste são comparados com uma solução que contém glicose e o composto de interferência de ácido ascórbico. Quando o eletrodo enzimático, por exemplo, o eletrodo colocado em contato com a matriz química ativa, é polarizado positivamente, a resposta da glicose e da substância de interferência não podem ser diferenciadas. Na polaridade reversa, por outro lado, ela pode ser separada com clareza. Ao analisar a resposta atual de ambas as polaridades em combinação com uma calibragem adequada que inclui a substância de teste (por exemplo, glicose) e a substância de interferência (por exemplo, ácido ascórbico), um sinal amplamente independente da substância de interferência pode ser calculado.

EXEMPLO 2

[00110] A figura 7 mostra o resultado de um experimento de tensão de corrente estática em eletrodos de compensação de interferência face a face. No presente pedido, para diferentes tensões na faixa de -600 a +600 mV, foram realizados novos testes de tiras descartáveis a cada 50 mW de medição amperométrica a cada vez. O reagente indicador usado era um indicador nitrosoanilina redox e a enzima era uma glicose desidrogenase. Quando uma amostra contendo glicose é colocada em contato com o reagente contando enzima, a nitrosoanilina foi reduzida para uma fenilenodiamina, que então pode ser oxidada no eletrodo positivo polarizado. No segundo eletrodo, que não contém a enzima, a nitrosoanilina é reduzida diretamente no eletrodo negativo polarizado. Portanto, para este sentido de polarização dos eletrodos, ambos os eletrodos suportam uma transferência de elétrons e uma corrente resultante pode ser medida. Quando a polarização é reversa, somente o eletrodo carregado negativamente pode suportar uma transferência de elétrons através da redução da nitrosoanilina. No eletrodo sem enzimas agora polarizado positivamente, não há fenilenodiamina presente e, portanto, não é suportada nenhuma transferência de elétrons. Como resultado, nenhuma corrente pode ser medida.

[00111] Se, ao invés de uma amostra contendo glicose, o experimento for repetido com ácido ascórbico, uma resposta de corrente é recebida para ambos os sentidos da polarização. A nitrosoanilina é reduzida pelo ácido ascórbico independentemente da enzima glicose desidrogenase estar presente ou não. O mesmo método de compensação de interferência pode ser usado, se a substância de interferência interagir diretamente com o eletrodo e não indiretamente com o mediador de redox. Se para ambos os sentidos de polarização a resposta de corrente a partir da reação do eletrodo com a substância de interferência for medida, isto então pode ser usado para corrigir o teste analítico real (por exemplo, uma medição de concentração de glicose) em combinação com um algoritmo adequado e calibragem.

EXEMPLO 3

[00112] A Figura 8 mostra um exemplo de uma sequência de teste que implementa as fases reversas do teste de polaridade.

[00113] Na primeira parte da sequência de teste (1000 ms a 4000 ms na Figura 8), a polaridade está polarizando a enzima que contém positivamente o eletrodo. A tensão aplicada é +500 m V. Se uma amostra que contém glicose é dosada para a tira de teste, uma resposta de corrente amperométrica pode ser medida. No eletrodo positivo, a fenilenodiamina produzida pela reação enzimática entrega elétrons ao eletrodo. No eletrodo polarizado negativamente, a nitrosoanilina é reduzida e retira os elétrons do eletrodo. Em uma segunda fase de medição (4000 ms a 7000 ms na Figura 8), uma tensão zero é aplicada nos eletrodos. Sem a polarização, não ocorre nenhuma reação no eletrodo para o sistema de eletrodos usado. Consequentemente, os produtos da reação redox têm tempo para se difundir novamente a partir da zona de reação do eletrodo, de modo que quando os eletrodos são polarizados para a polaridade reversa, a resposta de corrente resultante a partir dos produtos gerados na primeira etapa é minimizada. Como uma terceira etapa amperométrica (7000 ms a 10000 ms na Figura 8 (-500 mV relacionados ao eletrodo de trabalho, no presente pedido definido pelo eletrodo que contém a enzima). No exemplo, uma solução que contém glicose (120 mg/dL) é comparada com o resultado recebido com uma amostra que contém glicose e ácido ascórbico (30 mg/dL e 30 mg/dL). Pode ser observado que, na polarização positiva (1000 ms - 4000 ms na Figura 8), as duas amostras não podem ser diferenciadas com clareza, enquanto que com a polaridade inversa (7000 ms a 10000 ms na Figura 8), uma diferença clara pode ser constatada. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 110 elemento sensor 112 primeiro eletrodo 114 segundo eletrodo 116 matriz química ativa 118 matriz química inativa 120 elemento de contato do primeiro eletrodo 122 elemento de contato do segundo eletrodo 124 substrato (suporte) 126 amostra de teste 130 sistema de teste 132 dispositivo de teste 134 elemento de controle 136 tela 138 elemento de contato que faz contato com o elemento de contato do primeiro eletrodo 140 elemento de contato que faz contato com o elemento de contato do segundo eletrodo 142 interface 144 unidade de avaliação 146 receptáculo 148 unidade de medição 150 compartimento 152 potenciostato 154 câmara de amostra

Claims

1. MÉTODO PARA DETECTAR PELO MENOS UM ANALITO EM UMA AMOSTRA DE TESTE (126), caracterizado por compreender as etapas de: a) colocar a amostra de teste (126) em contato (i) com uma matriz química ativa (116) que altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do analito, a matriz química ativa (116) compreendendo a atividade enzimática, a matriz química ativa (116) fazendo contato com um primeiro eletrodo (112); e (ii) com uma matriz química inativa (118), a matriz química inativa (118) excluindo a atividade enzimática, a matriz química inativa (118) fazendo contato com um segundo eletrodo (114), b) fechar um circuito elétrico que inclui o primeiro eletrodo (112), o segundo eletrodo (114) e as matrizes químicas ativa (116) e inativa (118), seguido pela determinação de um primeiro valor da pelo menos uma propriedade eletroquímica, c) inverter a polaridade elétrica do circuito elétrico de b), seguido pela determinação de um segundo valor da pelo menos uma propriedade eletroquímica, e d) detectar o pelo menos um analito com base no primeiro valor e no segundo valor, em que nas etapas b) e/ou c) um sinal de tensão triangular é aplicado.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela detecção de pelo menos um analito compreender calcular uma diferença entre o primeiro valor determinado na etapa b) e o segundo valor determinado na etapa c).

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela etapa b) compreender aplicar uma tensão no circuito elétrico.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela etapa c) compreender aplicar uma tensão invertida em relação à tensão da etapa b) ao circuito elétrico.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela tensão aplicada na etapa c) corresponder à tensão aplicada na etapa b) ± 40%.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ser colocado em prática com o uso de um elemento sensor (110), para determinar pelo menos um analito, compreendendo um par de eletrodos (112, 114) e pelo menos uma matriz química ativa e uma inativa (116, 118), em que o par de eletrodos (112, 114) consiste de dois eletrodos eletricamente isolados de outros eletrodos, em que o par de eletrodos (112, 114) é separado de qualquer eletrodo adicional potencialmente presente no elemento sensor (110), de modo que (i) a resistência entre o primeiro eletrodo (112) do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional e (ii) a resistência entre o segundo eletrodo (114) do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional, ambas tenham pelo menos 25 kQ após aplicação de uma amostra de teste (126) para o elemento sensor (110).

7. ELEMENTO SENSOR (110), para determinar pelo menos um analito, de acordo com o método, conforme definido na reivindicação 1, que compreende um par de eletrodos (112, 114) e pelo menos uma matriz química ativa e uma inativa (116, 118), caracterizado pela matriz química ativa (116) alterar pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do analito, (i) em que o par de eletrodos (112, 114) consiste em dois eletrodos eletricamente isolados de outros eletrodos, (ii) em que a matriz química ativa (116) compreende a atividade enzimática e em que a matriz química inativa (118) não compreende a atividade enzimática, e (iii) em que um primeiro eletrodo do par de eletrodos (112, 114) faz contato com a matriz química ativa (116) e em que um segundo eletrodo do par de eletrodos faz contato com a matriz química inativa (118), em que o elemento sensor (110) excluindo um eletrodo de referência.

8. ELEMENTO SENSOR (110), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela composição da matriz química ativa (116) diferir da composição da matriz química inativa (118) somente pela presença da atividade enzimática.

9. ELEMENTO SENSOR (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado pela matriz química ativa (116) compreender um polipeptídeo que tem a atividade enzimática e em que a matriz química inativa (118) compreende um polipeptídeo que exclui a atividade enzimática.

10. ELEMENTO SENSOR (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo analito ser glicose.

11. ELEMENTO SENSOR (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo analito ser compreendido em uma amostra de teste (126), em uma realização, uma amostra de teste de sangue.

12. ELEMENTO SENSOR (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo par de eletrodos (112, 114) ser isolado de qualquer eletrodo adicional potencialmente presente no elemento sensor (110), de modo que (i) a resistência entre o primeiro eletrodo (112) do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional e (ii) a resistência entre o segundo eletrodo (114) do par de eletrodos e qualquer eletrodo adicional, ambas tenham pelo menos 25 kQ após aplicação de uma amostra de teste (126) para o elemento sensor (110).

13. ELEMENTO SENSOR (110), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado por compreender exatamente um par de eletrodos.

14. DISPOSITIVO DE TESTE (132), para detectar pelo menos um analito, de acordo com o método, conforme definido na reivindicação 1, em uma amostra de teste (126), caracterizado por compreender: i) um receptáculo (146) para um elemento sensor (110) que compreende pelo menos dois eletrodos (112, 114) e pelo menos uma matriz química ativa (116) e uma matriz química inativa (118), cuja matriz química ativa (116) altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do analito, um primeiro eletrodo (112) fazendo contato com a matriz química ativa (116) que compreende a atividade enzimática; e um segundo eletrodo (114) fazendo contato com a matriz química inativa (118) que exclui a atividade enzimática, e ii) ) meios para determinar a propriedade eletroquímica do pelo menos um reagente indicador compreendido no elemento sensor (110).

15. SISTEMA DE TESTE (130), para detectar pelo menos um analito, de acordo com o método, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender: i) um elemento sensor (110) que compreende pelo menos dois eletrodos (112, 114) e pelo menos uma matriz química ativa (116) e uma matriz química inativa (118), cuja matriz química ativa (116) altera pelo menos uma propriedade eletroquímica dependente de uma atividade enzimática ativa na presença do analito, um primeiro eletrodo (112) fazendo contato com a matriz química ativa (116) que compreende a atividade enzimática; e um segundo eletrodo (114) que faz contato com a matriz química inativa (118) que exclui a atividade enzimática, e ii) ) um dispositivo de teste (132) que compreende um receptáculo (146) para o elemento sensor (110) de a) e meios para determinar a propriedade eletroquímica das matrizes químicas (116, 118) compreendidas no elemento sensor (110).

16. SISTEMA DE TESTE (130), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo elemento sensor (110) ser um elemento sensor conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 13.

17. USO DO ELEMENTO SENSOR (110), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 13, do dispositivo de teste (132) conforme definido na reivindicação 14, ou do sistema de teste (130) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 15 a 16, caracterizado por detectar pelo menos um analito, de acordo com o método, conforme definido na reivindicação 1.