BRPI1016110B1 - sensor para avaliar uma amostra e método de avaliar uma amostra utilizando um sensor - Google Patents

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Abstract

sensor para avaliar uma amostra e método de avaliar uma amostra utilizando um sensor as modalidades aqui reveladas se referem a um sensor compreendendo um sistema de controle integrado e um sistema de teste. o sistema integrado pode determinar a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste. também são revelados métodos de uso de tal sensor.

Description

SENSOR PARA AVALIAR UMA AMOSTRA E MÉTODO DE AVALIAR UMA AMOSTRA UTILIZANDO UM SENSOR
REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE
Esse pedido reivindica prioridade do Pedido Provisional dos Estados Unidos 61/170.440 (intitulado ELECTROCHEMICAL ONBOARD CONTROL DETECTION, depositado em 17 de abril de 2009), que é aqui incorporado integralmente mediante referência.
ANTECEDENTES
Tem havido uma proliferação de kits de medição analítica e de diagnóstico integrada. Exemplos não limitadores incluem aqueles usados em ciência ambiental e cuidados com a saúde, tal como kits de teste doméstico para chumbo, kits de teste de contaminação de água no local, kits de teste doméstico para glicose sanguínea, kits de teste doméstico para gravidez, e kits de teste doméstico para coagulação sanguínea. Apenas como exemplo, testes em pontos de atendimento médico, baseados em um medidor que mede uma reação eletroquímica em uma tira de teste descartável, estão se tornando cada vez mais comuns. Muitos desses medidores são projetados para uso pelos profissionais de cuidados com a saúde, mas também para pessoas menos familiarizadas com o seu uso tais como consumidores que compram os mesmos para uso em casa. Como esses medidores podem desempenhar uma função principal na monitoração de condições importantes da saúde (por exemplo, níveis de glicose do sangue ou tempos de coagulação) para avaliar, monitorar, e/ou determinar tratamentos terapêuticos apropriados, há a necessidade de se garantir que os resultados dos testes sejam exatos. Uma forma de garantir a exatidão desses resultados pode incluir o uso de
2/53 um sistema de controle para determinar a viabilidade da tira de teste.
SUMÁRIO
Modalidades do pedido incluem um sensor para avaliar uma amostra. A amostra pode incluir uma amostra de fluido ou uma amostra sólida. O sensor pode compreender um sistema de controle integrado e um sistema de teste. O sistema de controle pode compreender ao menos um reagente para determinar a viabilidade de pelo menos um entre o sistema de controle e o sistema de teste por intermédio de uma reação de controle. 0 pelo menos um reagente pode ser livre de N-óxido ou um composto nitroso.
Em algumas modalidades, a reação de controle gera um sinal de controle. O sinal de controle pode compreender ao menos um selecionado a partir de um sinal elétrico, um sinal ótico, uma cor, e um sinal químico. Assim, em algumas modalidades, o sistema de controle pode compreender um sistema de controle eletroquímico. Em certas modalidades, a reação de controle pode ser avaliada sem uma voltagem externa. Por exemplo, a reação de controle pode ser ativada a partir do contato de pelo menos um reagente com uma composição, em que o contato gera um sinal de controle. Em algumas modalidades, a composição pode compreender a amostra. Em algumas modalidades, a composição pode compreender uma tensão externa. A tensão externa pode compreender ao menos um selecionado entre temperatura, pH, umidade, oxigênio, luz, período de validade, e uma contaminação química, ou semelhante.
Em algumas modalidades, o sistema de controle pode compreender ao menos dois eletrodos, em que o ao menos
3/53 um reagente pode ser revestido em pelo menos um dos eletrodos. Os pelo menos dois eletrodos podem ser coplanares. Os pelo menos dois eletrodos podem ser opostos um ao outro. Em algumas modalidades, a reação de controle pode gerar uma força eletromotriz. Por exemplo, a força eletromotriz pode ser gerada mediante dissolução do ao menos um reagente na amostra. Em algumas modalidades, o pelo menos um reagente pode compreender ferricianeto. O carregamento em área de ferricianeto revestido em pelo menos um dos eletrodos pode ser de aproximadamente lOxlO-6 até aproximadamente 200xl0~6 mols por metro quadrado. Em algumas modalidades, o pelo menos um reagente pode compreender um agente de neutralização, em que o agente de neutralização pode neutralizar o sinal de controle por intermédio de um efeito de neutralização. O efeito de neutralização pode compreender ao menos um selecionado a. partir de uma reação química e um efeito físico. 0 efeito físico pode compreender ao menos um selecionado a partir de precipitação e difusão.
O sistema de teste pode compreender ao menos um selecionado a partir de um sistema de teste imunológico, um sistema de teste de glicose sanguínea, e um sistema de teste de coagulação sanguínea. O sistema de controle e o sistema de teste podem estar localizados em uma câmara. 0 sistema de controle pode estar localizado em uma primeira câmara, e ao menos parte do sistema de teste pode estar localizada em uma segunda câmara. A primeira câmara e a segunda câmara podem estar em conexão de fluido, paralela. A primeira câmara e a segunda câmara podem estar em conexão de fluido serial por intermédio de uma via de passagem de
4/53 amostra .
Modalidades do pedido incluem um método de medir uma amostra utilizando um sensor compreendendo: aplicar a amostra ao sensor, em que o sensor compreende um sistema de controle integrado e um sistema de teste, em que o sistema de controle compreende ao menos um reagente para determinar a viabilidade de pelo menos um do sistema de controle e do sistema de teste por intermédio de uma reação de controle, em que o pelo menos um reagente é livre de N-óxido ou um composto nitroso, em que a reação de controle gera um sinal de controle, comparando o sinal de controle com um sinal padrão para determinar a viabilidade do pelo menos um do sistema de controle e do sistema de teste; e medir a amostra no sistema de teste. 0 sistema de controle pode compreender um sistema de controle eletroquímico.
Em algumas modalidades, o sistema de controle pode ser avaliado sem uma voltagem externa. Por exemplo, a reação de controle pode ser ativada a partir de contato do ao menos um reagente com a amostra, em que o contato pode gerar um sinal de controle. O sinal de controle pode compreender ao menos um selecionado a partir de um sinal elétrico, um sinal ótico, uma cor, e um sinal químico. Em algumas modalidades, o sistema de controle pode compreender ao menos dois eletrodos, em que o ao menos um reagente é revestido em ao menos um dos eletrodos. Os pelo menos dois eletrodos podem ser coplanares. Os pelo menos dois eletrodos podem ser opostos um ao outro.
Em algumas modalidades, a reação de controle pode gerar uma força eletromotriz. A força eletromotriz pode ser gerada mediante dissolução do pelo menos um reagente na
5/53 amostra. Em algumas modalidades, o pelo menos um reagente pode compreender ferricianeto. O carregamento em área de ferricianeto revestida em pelo menos um dos eletrodos pode ser de a partir de aproximadamente lOxlO’6 até aproximadamente 200xl0'6 mols por metro quadrado. Em algumas modalidades, o pelo menos um reagente pode compreender um agente de neutralização, em que o agente de neutralização pode neutralizar o sinal por intermédio de um efeito de neutralização. O efeito de neutralização pode compreender ao menos um selecionado a partir de uma reação química e um efeito físico. O efeito físico pode compreender ao menos um selecionado a partir de precipitação e difusão.
Em algumas modalidades, o sistema de teste pode compreender ao menos um selecionado a partir de um sistema de teste imunológico, um sistema de teste de glicose sanguínea, um sistema de teste de coagulação sanguínea, e semelhante. Em algumas modalidades, o sistema de controle e o sistema de teste podem estar localizados em uma câmara. Em outras modalidades, o sistema de controle pode estar localizado em uma primeira câmara, e ao menos parte do sistema de teste pode estar localizada em uma segunda câmara. A primeira câmara e a segunda câmara podem estar em conexão de fluido paralela. A primeira câmara e a segunda câmara podem estar em conexão de fluido serial por intermédio de uma via de passagem de amostra. Em algumas modalidades, a amostra pode ser transferida da primeira câmara para a segunda câmara. A transferência pode compreender uma ação capilar.
Algumas modalidades se referem aos métodos que
6/53 incluem medir ao menos uma reação selecionada a partir de uma reação imunológica e uma reação eletroquímica. Os métodos podem compreender medir ao menos um sinal de teste selecionado a partir de um sinal elétrico e um sinal ótico. Em algumas modalidades, a amostra pode compreender sangue, em que a medição pode compreender a medição da taxa de coagulação sanguínea ou a concentração de glicose sanguínea.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 mostra uma vista explodida de um biossensor eletroquímico exemplar com uma única câmara.
A Figura 2 mostra uma vista explodida de um biossensor eletroquímico exemplar com duas câmaras.
A Figura 3 mostra um biossensor eletroquímico exemplar.
A Figura 4 mostra a comparação de medições utilizando biossensores de coagulação apôs diferentes condições de armazenamento.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Diversas modalidades de um sistema de controle integrado são aqui descritas. Algumas modalidades são descritas em conexão com um biossensor e/ou uma tira de teste apenas para fins de ilustração, e não se pretende limitar o escopo do pedido. Entende-se que o sistema de controle integrado é aplicável a outros tipos de sistemas, tal como, por exemplo, sensores ou kits de teste no local, o qualquer sistema ou dispositivo cuja viabilidade pode ser verificada para realizar adequadamente o seu uso pretendido. Apenas com a finalidade de simplicidade, um sistema de controle integrado é referido aqui como um
7/53 sistema de controle.
Conforme aqui usado, um sistema de controle integrado se refere àquele integrado em um biossensor e/ou uma tira de teste que pode verificar a viabilidade do mesmo. Exemplos de sistemas de controle integrado podem ser encontrados no mercado na área de dispositivos de coagulação em pontos de atendimento médico incluindo, por exemplo, Coaguchek XS e INRatio. Uma introdução para as vantagens de um sistema de controle integrado pode ser encontrada, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 2005/0123441 por Unkrig e outros (em seguida referido como Unkrig), que é pelo presente aqui incorporado integralmente mediante referência.
Conforme aqui usado, um biossensor pode incluir um medidor para medição.
Quanto mais isolada for a reação de controle a partir da reação de teste, mais complicado tipicamente se torna um biossensor eletroquímico. Por exemplo, em ordem de complexidade crescente:
Um biossensor ou tira de teste com uma única câmara de reação que inclui ambas, uma reação de controle e uma reação de teste, é comparativamente mais fácil de fabricar.
Um biossensor ou tira de teste com câmaras de controle e de teste que são separadas, porém eletricamente conectadas, é mais complicado uma vez que ele requer a deposição de múltiplos reagentes em diferentes áreas.
Um biossensor ou tira de teste com câmaras de controle e de teste que não são apenas separadas, mas também eletricamente isoladas, pode constituir um desafio
8/53 em termos de fabricação economicamente em escala. 0 mesmo normalmente requer a deposição ou ablação de material de eletrodo em um padrão.
Contudo, a dificuldade em encontrar química de reação de controle adequada está na ordem inversa em relação àquela mencionada acima. Por exemplo, um biossensor ou tira de teste com câmaras de controle e de teste separadas e eletricamente isoladas pode não ter quaisquer problemas com uma reação (por exemplo, uma reação de controle) interferindo com a outra reação (por exemplo, uma reação de teste) . Em comparação, um biossensor ou tira de teste com câmaras de controle e de teste, separadas, porém eletricamente conectadas, pode sofrer de interferência elétrica entre as câmaras uma vez que os elétrons a partir de uma reação não são distinguíveis dos elétrons a partir da outra reação, porém a reação de controle e a reação de teste podem não interferir uma com a outra quimicamente. Por outro lado, um biossensor ou tira de teste com uma única câmara de reação requer tipicamente componentes ou reagentes que não interferirão entre si quimicamente ou não causarão sinais elétricos interferentes.
A referência de Unkrig revela uma reação de controle integrado utilizando N-óxido ou compostos nitrosos que se tornam reduzidos a partir da exposição às condições que podem prejudicar o desempenho das tiras, em que a mudança no controle integrado pode ser detectada de forma ótica ou eletroquímica. Na prática, a detecção eletroquímica nos dispositivos eletroquímicos é favorecida porque esse método de detecção não requer os componentes adicionais, tal como equipamento de detecção ótica ou
9/53 corantes colorimétricos, que os métodos de detecção ótica podem precisar.
Por exemplo, o método de detecção eletroquímica revelado em Unkrig pode envolver a aplicação de uma voltagem de aproximadamente -700mV, em relação a Ag/AgCl, por aproximadamente 3 segundos através do eletrodo de trabalho, e então a aplicação de uma voltagem de aproximadamente -lOOmV por aproximadamente 1,5 segundos. 0 primeiro potencial pode ser uma fase de preparação e o segundo potencial a fase de medição para o controle integrado. Então a avaliação da reação de teste (por exemplo, coagulação) pode seguir.
Contudo, em alguns casos, a avaliação de uma reação de controle mediante aplicação de uma voltagem através de um sensor eletroquímico, conforme ensinado na técnica, pode ter um efeito prejudicial sobre uma reação de teste subsequente em um sistema de teste. Como um exemplo, a voltagem aplicada pode gerar gradientes de concentração de reagentes indesejáveis e/ou produtos indesejáveis entre os eletrodos. Como outro exemplo, as correntes a partir da reação de controle podem interferir com a reação de teste.
O sistema de controle integrado revelado nas modalidades aqui descritas podem superar tais problemas. Por exemplo, em algumas modalidades, o sistema de controle integrado não requer uma voltagem externa para que ocorra a reação de controle. Alternativamente, em algumas modalidades, o sistema de controle pode empregar uma reação de controle na qual o sinal de controle gerado pode dissipar ou ser neutralizado antes de a reação de teste ser avaliada.
10/53
Conforme aqui usada, uma reação de controle se refere a uma reação que ocorre para gerar um sinal o qual pode ser avaliado para se determinar, por exemplo, mas não limitado a, viabilidade de pelo menos um entre o sistema de controle e o sistema de teste; e uma reação de teste se refere a uma reação que ocorre para gerar um sinal de teste o qual pode ser avaliado para determinar, de forma qualitativa ou quantitativa, ao menos uma composição de interesse de uma amostra. Uma reação de controle pode incluir uma reação química que gera um produto de reação de controle, em que o produto de reação de controle pode compreender uma composição ou propriedade que é diferente de ao menos um dos ingredientes de reação envolvidos na reação de controle incluindo, por exemplo, a amostra ou o reagente do sistema de controle. Uma reação de controle pode incluir um processo físico que pode ser acionado mediante, por exemplo, um gradiente de concentração de pelo menos um dos ingredientes de reação envolvidos na reação de controle incluindo, por exemplo, a amostra ou o reagente do sistema de controle. Uma reação de controle pode incluir uma combinação de uma reação química e um processo físico. Uma reação de teste pode incluir uma reação química, um processo físico, ou uma combinação dos mesmos.
Conforme aqui usado, viabilidade se refere à. adequação de um sistema de controle ou de um sistema de teste para realizar a medição ou teste pretendido. A viabilidade pode incluir ao menos uma propriedade que pode impactar a medição de um sistema de controle e/ou de um sistema de teste. A viabilidade pode depender, por exemplo, da exatidão da medição, uma correlação previsível entre um
11/53 resultado medido e um resultado derivado, ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos. A viabilidade de um sistema de controle ou de um sistema de teste pode ser comprometida, por exemplo, por intermédio de uma permanência em estoque que seja mais longa do que o sugerido, uma condição de armazenamento impróprio (por exemplo, muito quente, muito úmido), exposição a um ácido ou a uma base, exposição (prolongada) à luz ou ar (oxigênio), exposição a uma contaminação química (por exemplo, uma substância química doméstica que pode reagir com ao menos um reagente ou um ingrediente de reação do sistema de controle ou do sistema de teste), ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos.
Modalidades do pedido incluem um biossensor para avaliar uma amostra, em que o biossensor pode compreender um sistema de controle integrado e um sistema de teste. A amostra pode ser fluida ou sólida. O sistema de controle pode compreender ao menos um reagente para se determinar a viabilidade de pelo menos um do sistema de controle e do sistema de teste por intermédio de uma reação de controle. 0 reagente pode ser livre de N-óxido ou um composto nitroso. A reação de controle pode gerar um sinal de controle.
Em um biossensor eletroquímico o sistema de controle integrado pode incluir uma reação de controle eletroquímica. O sistema de controle pode ser projetado de tal modo que o sinal elétrico da reação de controle e aquele da reação de teste não interferem um com o outro. Isso pode evitar a necessidade de se isolar eletricamente o sistema de controle a partir do sistema de teste.
12/53
Em algumas modalidades, o sistema de controle pode ser projetado para gerar sua própria voltagem (também referida como força eletromotriz ou EMF) ou corrente sem a necessidade de aplicar externamente uma voltagem aos eletrodos da tira de teste. É bem sabido daqueles versados na técnica que uma voltagem ou corrente pode ser gerada mediante imersão de dois eletrodos adequados em eletrólito adequado. Os eletrodos, e/ou o eletrólito envolvendo os mesmos, podem ser diferentes para gerar uma diferença de voltagem entre os eletrodos. Normalmente eletrólitos diferentes não se misturam, mas eles podem ser conectados por uma ponte de sal. A misturação dos eletrólitos pode resultar em uma perda de EMF. Normalmente isso pode ser indesejável. Contudo, algumas modalidades do presente pedido incluem um sistema de controle que tira proveito dessa propriedade para gerar um EMF de curta duração na reação de controle.
O sistema de controle pode incluir ao menos um reagente. 0 reagente pode causar uma reação de controle que pode gerar um sinal de controle. O reagente pode ser escolhido com base no mecanismo desejado da reação de controle e/ou aquele da reação de teste. Em algumas modalidades, o reagente não interfere com a reação de teste. O sinal de controle pode ser usado para determinar a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste do biossensor.
Em algumas modalidades, a reação de controle pode ser avaliada sem uma voltagem externa. Isso pode reduzir as chances de que o sistema de teste seja comprometido por uma voltagem externa antes de uma reação de teste ser
13/53 realizada .
A reação de controle pode ser ativada a partir do contato do reagente com uma composição para gerar um sinal de controle. Em algumas modalidades, a composição pode incluir amostra a ser medida utilizando-se o biossensor. A amostra pode incluir, por exemplo, sangue, urina, saliva, ou qualquer outro fluido corpóreo, ou qualquer combinação dos mesmos. Além disso, a composição pode incluir amostras de interesse outras do que um fluido corpóreo. Apenas como exemplo, para um kit de teste de contaminação de água, a composição pode incluir a água a ser avaliada.
Em outras modalidades, a composição pode incluir, por exemplo, uma enzima, um catalisador, um tampão ou um solvente que pode facilitar a reação de controle. A composição pode ser inerte para a reação de controle e/ou para a reação de teste. A composição pode acelerar a reação de controle e/ou a reação de teste. A composição pode reagir ao reagente e/ou à amostra e/ou a qualquer parte do sistema de teste para ocorrer a reação de controle e/ou a reação de teste. A composição pode ser armazenada no biossensor (por exemplo, em um compartimento do biossensor) e pode ser liberada por um usuário (por exemplo, mediante esmagamento do compartimento ou mediante geração de uma abertura do compartimento utilizando um meio de perfuração tal como uma agulha, mediante remoção de uma fita ou mediante outros meios). A composição pode se dissolver na amostra. A composição pode ser adicionada por um usuário antes, simultaneamente com, ou após a aplicação da amostra.
Em modalidades adicionais, a composição pode incluir uma tensão externa que pode prejudicar a
14/53 viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste. Apenas como exemplo, a tensão externa pode incluir ao menos um selecionado a partir de temperatura, pH, umidade, oxigênio, luz, período de validade, uma contaminação química, e semelhante. Tal tensão externa pode causar, por exemplo, oxidação de um ingrediente de reação envolvido na reação de controle e/ou na reação de teste, deterioração de um eletrodo envolvido na medição da reação de controle e/ou da reação de teste, ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos.
A reação de controle pode gerar um sinal de controle. O sinal de controle pode compreender ao menos um selecionado a partir de um sinal elétrico, um sinal ótico, uma cor, e um sinal químico, ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos. A viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste pode ser avaliada com base no sinal de controle em um único momento ou durante um período de tempo. A viabilidade pode ser avaliada antes de a reação de teste ser ativada e/ou avaliada.
Em algumas modalidades, a reação de controle pode gerar um sinal elétrico, por exemplo, uma voltagem e/ou um acorrente. O sinal de controle pode ser diferente dependendo de se o sistema de controle ou o sistema de teste é viável. Apenas como exemplo, o sinal de controle pode ser diferente em termos do valor de pico (incluindo magnitude e/ou direção), a área sob o pico(s), o número de picos, o valor médio em relação a um período de tempo, a mudança do valor com o tempo durante um período de tempo, ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos. Diferenças no sinal elétrico podem ser devido às forças
15/53 eletromotrizes diferenciais geradas na reação de controle dependendo da viabilidade do sistema de controle e/ou do sistema de teste. As forças eletromotrizes podem ser geradas, por exemplo, mediante um gradiente de concentração de um composto eletroativo entre dois eletrodos.
O sinal elétrico pode ser medido em um único momento ou durante um período de tempo, ambos os quais podem estar entre um ponto inicial e um ponto final. 0 ponto inicial pode ser quando a reação de controle é ativada conforme descrito acima. O ponto final pode ser quando a reação de controle é interrompida, ou quando o sinal de controle é dissipado e se torna muito pequeno para ser medido. Como um exemplo, a reação de controle pode parar devido à exaustão de pelo menos um dos ingredientes de reação envolvidos na reação de controle. Tal ingrediente de reação pode incluir, por exemplo, a amostra e o reagente do sistema de controle. A exaustão pode ser devido, por exemplo, ao consumo, precipitação, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos, de pelo menos um dos tais ingredientes de reação. Como outro exemplo, a reação de controle pode parar porque as forças eletromotrizes se dissipam quando o gradiente de concentração de um composto eletroativo (por exemplo, na amostra e/ou no reagente do sistema de controle) desaparece e o composto eletroativo atinge equilíbrio mediante, por exemplo, difusão. O sinal de controle pode se dissipar devido a um efeito de neutralização compreendendo um agente de neutralização. Apenas como exemplo, quando a amostra é adicionada, a reação de controle pode produzir uma diferença de voltagem ou algum outro sinal eletroquímico, porém pode ser então
16/53 rapidamente neutralizada pelo agente de neutralização. O efeito de neutralização pode ser por intermédio de uma reação química (por exemplo, iodo e ascorbato podem se neutralizar mutuamente) ou um efeito físico tal como, por exemplo, precipitação (por exemplo, íons de Co2+, Mn2+ ou Zn2+ podem precipitar o ferricianeto). A precipitação de um composto eletroativo pode tornar o mesmo incapaz de interagir com um eletrodo.
Em algumas modalidades, o reagente do sistema de controle pode ser usado como ao menos um ingrediente de reação envolvido na reação de teste. A reação de controle e a reação de teste podem ser ativadas ou prosseguir sob diferentes condições. Apenas como exemplo, a reação de controle pode ser ativada a partir da aplicação da amostra ao sistema de controle para gerar um sinal de controle, em que o sinal de controle é medido e/ou registrado e se dissipa antes de a reação de teste ser ativada; enquanto que a reação de teste pode ser ativada a partir da aplicação de uma voltagem externa em um momento específico para gerar um sinal de teste o qual é avaliado e/ou registrado. O sinal de controle e o sinal de teste podem ser diferenciados com base no momento quando a reação de teste é ativada. Como outro exemplo, a reação de teste pode envolver um ingrediente(s) de reação o qual pode ser aplicado em um exato momento diferente da aplicação da amostra. O sinal de controle e o sinal de teste podem ser diferenciados com base no exato momento quando a reação de teste é ativada mediante aplicação do ingrediente(s) de reação adicional. O ingrediente(s) de reação adicional pode ser aplicado de uma forma controlada, por exemplo, mediante
17/53 revestimento do ingrediente(s) adicional em uma câmara diferente ou em uma porção de outro modo diferente do biossensor. Alternativamente, o ingrediente(s) de reação adicional pode ser tal que a sua taxa de dissolução na 5 amostra pode depender da presença e/ou da quantidade do sinal de controle ou um produto da reação de controle.
Consequentemente, a reação de teste pode ser ativada dependendo do status e/ou progresso da reação de controle.
Em outras modalidades, o reagente do sistema de controle pode ser diferente do ingrediente(s) de reação envolvido na reação de teste. A mudança no reagente do sistema de controle pode ser correlacionada com a viabilidade da reação de teste ou de um ingrediente de reação envolvido na reação de teste. Em alguns aspectos, tal correlação pode resultar, por exemplo, a partir de mudança de propriedades paralelas sob substancialmente a mesma condição. Conforme aqui usado, mudança de propriedades paralelas se refere ao fato de que a mudança em pelo menos uma propriedade do reagente do sistema de controle é substancialmente similar ou correlacionada àquela de pelo menos um ingrediente de reação do sistema de teste substancialmente sob a mesma condição (por exemplo, condição de armazenamento). Apenas como exemplo, em uma modalidade, o reagente do sistema de controle e ao menos um 25 ingrediente de reação do sistema de teste podem ser, ambos, sensíveis à umidade. O sinal de controle gerado pela reação de controle envolvendo o reagente pode indicar quando o ingrediente de reação foi degradado ou de outro modo mudou devido à umidade em excesso até o ponto em que a 30 viabilidade do sistema de controle e/ou do sistema de teste
18/53 é comprometida e o biossensor se torna inadequado para o uso pretendido. Em outros aspectos, tal correlação pode ser devida, por exemplo, a uma mudança em reatividade cruzada entre o reagente do sistema de controle e ao menos um ingrediente de reação do sistema de teste. Apenas como exemplo, sob condições apropriadas de armazenamento, o reagente do sistema de controle é inerte com relação ao ingrediente de reação do sistema de teste; enquanto que quando exposto à umidade em excesso, o reagente do sistema de controle pode reagir com o ingrediente de reação do sistema de teste de tal modo que a viabilidade do sistema de controle e/ou do sistema de teste é comprometida e o biossensor se torna inadequado para o uso pretendido.
O(s) reagente(s) do sistema de controle pode ser escolhido com base em considerações incluindo, o mecanismo desejado da reação de controle e/ou da reação de teste, a. amostra a ser avaliada utilizando-se o biossensor, os ingredientes de reação envolvidos na reação de controle e/ou na reação de teste, condição apropriada de armazenamento, custo, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos. O sistema de controle pode incluir um ou mais reagentes. Em algumas modalidades, o sistema de controle pode incluir reagentes com diferentes estabilidades para produzir uma reação de controle integrado que tem um sinal de controle bifásico ou sensibilidades às condições diferentes. Por exemplo, um sistema de controle pode incluir pelo menos dois dos seguintes reagentes, em que um primeiro reagente pode ser sensível à alta temperatura, e um segundo regente pode ser sensível à umidade, um terceiro reagente pode ser sensível a uma mudança no valor de pH do
19/53 ambiente, e um quarto reagente pode ser sensível à luz.
Apenas como exemplo, o sistema de controle pode incluir ao menos um reagente selecionado a partir de iodo, ascorbato, ferricianeto, ferrocianeto, 4-amino-25 clorofenol, ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos.
O reagente do sistema de controle pode ser revestido (por exemplo, seco) ou de outro modo sustentado em uma porção do sistema de controle, por exemplo, ao menos 10 um eletrodo ou uma superfície interna do sistema de controle. O carregamento em área do reagente pode ser escolhido dependendo da propriedade do reagente, do mecanismo da reação de controle e/ou da reação de teste, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos. Apenas como um 15 exemplo, o carregamento de área de um reagente para gerar uma diferença de voltagem como a reação de controle (por exemplo, ferricianeto no eletrodo ou em uma superfície interna do sistema de controle) pode ser de aproximadamente lxl0‘e a aproximadamente lOOOxlO’6 mols por metro quadrado, 20 ou de aproximadamente 2xl0'6 a aproximadamente 800xl0-6 mols por metro quadrado, ou de aproximadamente 5x10’s a aproximadamente 500xl0'6 mols por metro quadrado, ou de aproximadamente lOxlO’6 a aproximadamente 200xl0’6 mols por metro quadrado. O carregamento de área do reagente pode ser 25 de pelo menos aproximadamente IxlCt6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 2xl0'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 5x10 6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente lOxlO-6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos 30 aproximadamente 25xl0'6 mols por metro quadrado, ou de pelo
20/53 menos aproximadamente 50xl0’6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 75xl0‘6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente lOOxlO'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 150xl0'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 2 0 0xl0'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 250xl0'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 300xl0‘6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente 400xl0'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente SOOxlO'6 mols por metro quadrado, ou de pelo menos aproximadamente lOOOxlO’6 mols por metro quadrado. O carregamento de área do reagente pode ser menor do que aproximadamente lOOOxlO’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 800xl0's mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 500xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 400x1O-6 motes por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 300x10’ 6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 250xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 200xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 15 0xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente lOOxlO’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 75x10’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 50xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 30xl0'6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 25xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 20xl0’6 mols por metro quadrado, ou menor do que aproximadamente 15xl0’6 mols por metro
21/53 quadrado, ou menor do que aproximadamente lOxlO'6 mols por metro quadrado. Conforme aqui usado, aproximadamente indica uma variação de ±20% do valor que ele descreve.
Em algumas modalidades, o sistema de controle pode incluir uma reação de controle eletroquímica medida utilizando dois eletrodos. Apenas como exemplo, a reação de controle pode ser gerada por um gradiente de concentração de ferricianeto entre os eletrodos. Por exemplo, em uma modalidade, um primeiro eletrodo pode ser revestido com um 10 reagente que contém um carregamento de área baixo de ferricianeto (por exemplo, a partir de aproximadamente lOxlO’6 a aproximadamente 200xl0’6 mols por metro quadrado);
e um segundo eletrodo pode ser substancialmente livre de ferricianeto (por exemplo, mediante revestimento de um 15 reagente completamente sem ou substancialmente sem ferricianeto). Quando uma. amostra é adicionada entre o primeiro eletrodo e o segundo, o reagente revestido no primeiro eletrodo (e o reagente revestido no segundo eletrodo se disponível e podendo ser dissolvido) pode se 20 dissolver na amostra. Inicialmente, a solução próxima ao primeiro eletrodo contém uma concentração maior de ferricianeto do que a solução próxima ao segundo eletrodo.
Em algumas modalidades, isso pode criar uma diferença de voltagem entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo. A 25 diferença de voltagem pode ser medida diretamente.
Alternativamente, os eletrodos podem ser conectados mediante uma conexão elétrica de baixa impedância e a corrente resultante pode ser medida através de um circuito externo. O sistema de teste também pode incluir uma reação 30 de teste eletroquímica compreendendo uma avaliação
22/53 amperométrica ou voltamétrica. Para não interferir com a avaliação da reação de teste, o sinal elétrico (corrente ou voltagem) pode se dissipar antes da avaliação mediante ao menos dois métodos: 1) corrente fluindo através de um circuito externo pode efetivamente neutralizar ou abrandar a diferença de voltagem eletroquímica e/ou 2) a difusão de ferricianeto a partir de um eletrodo para o outro pode diminuir o gradiente de concentração de ferricianeto e desse modo a diferença de voltagem.
sinal elétrico pode ser medido em um único momento exato entre um ponto inicial e um ponto final da reação de controle, conforme descrito acima. A mediação
pode ser feita em aproximadamente 0,01 segundos, ou
aproximadamente 0,05 segundos, ou aproximadamente 0,1
segundos, ou aproximadamente < 0,2 segundos, ou
aproximadamente 0,5 segundos, ou aproximadamente 0, 8
segundos, ou aproximadamente 1 segundo, ou aproximadamente
1,5 segundos, ou aproximadamente 2 segundos, ou aproximadamente 2,5 segundos, ou aproximadamente 3 segundos, ou aproximadamente 3,5 segundos, ou aproximadamente 4 segundos, ou aproximadamente 4,5 segundos, ou aproximadamente 5 segundos, ou aproximadamente 6 segundos, ou aproximadamente 7 segundos, ou aproximadamente 8 segundos, ou aproximadamente 9 segundos, ou aproximadamente 10 segundos, ou aproximadamente 15 segundos, ou aproximadamente 20 segundos, ou aproximadamente 25 segundos, ou aproximadamente 30 segundos, ou mais do que aproximadamente 3 0 segundos após a reação de controle ser ativada. A medição pode ser feita não mais tarde do que aproximadamente 0,01 segundos, ou
23/53
aproximadamente 0,05 segundos, ou aproximadamente 0,1
segundos, ou aproximadamente 0,2 segundos, ou
aproximadamente 0,5 segundos, ou aproximadamente 0,8
segundos, ou aproximadamente 1 segundo, ou aproximadamente
1,5 segundos, ou aproximadamente 2 segundos, ou aproximadamente 2,5 segundos, ou aproximadamente 3 segundos, ou aproximadamente 3,5 segundos, ou aproximadamente 4 segundos, ou aproximadamente 4,5 segundos, ou aproximadamente 5 segundos, ou aproximadamente 6 segundos, ou aproximadamente 7 segundos, ou aproximadamente 8 segundos, ou aproximadamente 9 segundos, ou aproximadamente 10 segundos, ou aproximadamente 15 segundos, ou aproximadamente 20 segundos, ou aproximadamente 25 segundos, ou aproximadamente 30 segundos após a reação de controle ser ativada.
sinal elétrico pode ser medido através de um período de tempo entre um ponto inicial e um ponto final da reação de controle conforme descrito acima. A medição pode
começar em aproximadamente 0,01 segundos, ou
aproximadamente 0,05 segundos, ou aproximadamente 0,1
segundos, ou aproximadamente 0,2 segundos, ou
aproximadamente 0,5 segundos, ou aproximadamente 0,8
segundos, ou aproximadamente 1 segundo, ou aproximadamente
1,5 segundos, ou aproximadamente 2 segundos, ou aproximadamente 2,5 segundos, ou aproximadamente 3 segundos, ou aproximadamente 3,5 segundos, ou aproximadamente 4 segundos, ou aproximadamente 4,5 segundos, ou aproximadamente 5 segundos, ou aproximadamente 6 segundos, ou aproximadamente 7 segundos, ou aproximadamente 8 segundos, ou aproximadamente 9 segundos,
24/53 ou aproximadamente 10 segundos, ou aproximadamente 15 segundos, ou aproximadamente 20 segundos, ou aproximadamente 25 segundos, ou aproximadamente 30 segundos, ou mais do que aproximadamente 30 segundos após a reação de controle ser ativada. A medição pode começar não mais tarde do que aproximadamente 0,01 segundos, ou aproximadamente 0,05 segundos, ou aproximadamente 0,1 segundos, ou aproximadamente 0,2 segundos, ou aproximadamente 0,5 segundos, ou aproximadamente 0,8 segundos, ou aproximadamente 1 segundo, ou aproximadamente
1,5 segundos, ou aproximadamente 2 segundos, ou
aproximadamente 2,5 segundos, ou aproximadamente 3
segundos, ou aproximadamente 3,5 segundos, ou
aproximadamente 4 segundos, ou aproximadamente 4,5
segundos, ou aproximadamente 5 segundos, ou aproximadamente 6 segundos, ou aproximadamente 7 segundos, ou aproximadamente 8 segundos, ou aproximadamente 9 segundos, ou aproximadamente 10 segundos, ou aproximadamente 15 segundos, ou aproximadamente 20 segundos, ou aproximadamente 25 segundos, ou aproximadamente 30 segundos após the reação de controle ser ativada. The medição pode durar aproximadamente 0,1 segundos, ou aproximadamente 0,5 segundos, ou aproximadamente 1 segundo, ou aproximadamente
1,5 segundos, ou aproximadamente 2, segundos, ou aproximadamente 2,5 segundos, ou aproximadamente 3 segundos, ou aproximadamente 3,5 segundos, ou aproximadamente 4 segundos, ou aproximadamente 4,5 segundos, ou aproximadamente 5 segundos, ou aproximadamente 6 segundos, ou aproximadamente 7 segundos, ou aproximadamente 8 segundos, ou aproximadamente 9 segundos,
25/53 ou aproximadamente 10 segundos, ou aproximadamente 15 segundos, ou aproximadamente 20 segundos, ou aproximadamente 25 segundos, ou aproximadamente 30 segundos, ou mais longa do que aproximadamente 30 segundos. The medição pode durar menos do que aproximadamente 0,1 segundos, ou menos do que aproximadamente 0,5 segundos, ou menos do que aproximadamente 1 segundo, ou menos do que aproximadamente 1,5 segundos, ou menos do que aproximadamente 2 segundos, ou menos do que aproximadamente
2,5 segundos, ou menos do que aproximadamente 3 segundos, ou menos do que aproximadamente 3,5 segundos, ou menos do que aproximadamente 4 segundos, ou menos do que aproximadamente 4,5 segundos, ou menos do que aproximadamente 5 segundos, ou menos do que aproximadamente 6 segundos, ou menos do que aproximadamente 7 segundos, ou menos do que aproximadamente 8 segundos, ou menos do que aproximadamente 9 segundos, ou menos do gue aproximadamente 10 segundos, ou menos do que aproximadamente 15 segundos, ou menos do que aproximadamente 20 segundos/ou menos do que
aproximadamente 25 segundos, ou menos do que
aproximadamente 30 segundos, ou menos do que
aproximadamente 40 segundos, ou menos do que
aproximadamente 50 segundos, ou menos do que
aproximadamente 1 minute, ou menos do que aproximadamente
1,5 minutes, ou menos do que aproximadamente 2 minutes, ou menos do que aproximadamente 3 minutes, ou menos do que aproximadamente 4 minutes, ou menos do que aproximadamente 5 minutes. A medição pode durar mais do que aproximadamente 0,1 segundos, ou mais do que aproximadamente 0,5 segundos, ou mais do que aproximadamente 1 segundo, ou mais do que
26/53
aproximadamente 1,5 segundos, ou mais do que
aproximadamente 2, segundos, ou mais do que
aproximadamente 2,5 segundos, ou mais do que
aproximadamente 3 segundos, ou mais do que aproximadamente
3,5 segundos, ou mais do que aproximadamente 4 segundos, ou mais do que aproximadamente 4,5 segundos, ou mais do que aproximadamente 5 segundos, ou mais do que aproximadamente 6 segundos, ou mais do que aproximadamente 7 segundos, ou mais do que aproximadamente 8 segundos, ou
mais do que aproximadamente 9 segundos, ou mais do que
aproximadamente 10 segundos, ou mais do que
aproximadamente 15 segundos, ou mais do que
aproximadamente 20 segundos, ou mais do que
ap rox i madament e 25 segundos, ou mais do que
aproximadamente 30 segundos.
0 período de tempo no qual o sinal elétrico é
medido e em que dura a reação de controle pode ser
escolhido de tal modo que a reação de controle não
interfere substancialmente com a avaliação da reação de
teste.
A viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste pode ser determinada com base no sinal elétrico medido em um único momento exato entre um ponto inicial e um ponto final da reação de controle conforme descrito acima. A viabilidade pode ser determinada, por exemplo, mediante comparação do sinal elétrico com um valor padrão predeterminado incluindo magnitude e/ou direção. Em algumas modalidades, a viabilidade é confirmada se o sinal elétrico for aproximadamente idêntico ao valor padrão. Em outras modalidades, a viabilidade é confirmada se o sinal
27/53 elétrico for maior ou menor do que o valor padrão.
A viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste pode ser determinada com base no sinal elétrico medido durante um período de tempo entre um ponto inicial e um ponto final da reação de controle conforme descrito acima. Por exemplo, a viabilidade pode ser determinada utilizando-se o sinal elétrico durante aproximadamente o período de tempo integral, ou durante uma parte do período de tempo. Em algumas modalidades, a viabilidade pode ser determinada utilizando-se o sinal elétrico diretamente. Apenas como exemplo, a viabilidade pode ser confirmada se o sinal elétrico dependendo do tempo combinar com um perfil de padrão predeterminado. Em outras modalidades, o sinal elétrico pode ser processado ou transformado antes de ele ser usado para avaliar a viabilidade. Apenas como exemplo, o sinal elétrico pode ser processado ou transformado para se obter o valor(es) de pico incluindo a magnitude e/ou a direção, a área sob o pico(s), o número de picos, o tempo quando um pico aparece, por quanto tempo se sustenta um pico, quão rapidamente um pico se dissipa, o valor médio através de pelo menos uma porção do período de tempo, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos. A viabilidade pode ser determinada mediante, por exemplo, comparação do sinal elétrico com um valor padrão predeterminado incluindo, por exemplo, magnitude, direção, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos.
A viabilidade do sistema de controle ou do
sistema de teste pode ser determinada mediante, por
exemplo, comparação do sinal elétrico, com ou sem
28/53 processamento ou transformação, com um valor padrão. A comparação pode ser realizada utilizando-se um dispositivo, por exemplo, um computador ou um processador de dados. O dispositivo pode ser incorporado no biossensor ou medidor. 0 resultado, se o biossensor é viável ou não, pode ser reportado através de um dispositivo de áudio (por exemplo, um altofalante), um dispositivo visual (por exemplo, uma tela), uma impressora, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, a comparação pode ser realizada manualmente por intermédio, por exemplo, de um usuário. Apenas como exemplo, em algumas modalidades, um usuário pode comparar o sinal elétrico, com ou sem processamento ou transformação, impresso em uma tela ou em um papel com um valor padrão para determinar a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste. Alternativamente, em algumas modalidades, o medidor não reporta diretamente o resultado do sistema de controle, porém mais propriamente determina se o sinal de sistema de controle indica ou não um sistema de teste viável ou não viável. Assim, em algumas modalidades, se a determinação é que o sistema de teste é viável então o medidor apresenta um resultado de teste ao usuário, e se for determinado que o sistema de teste não é viável uma mensagem de erro apropriada é exibida ao usuário.
Em algumas modalidades, há uma correlação entre a reação de controle e a reação de teste. Apenas como exemplo, mudança nas propriedades de um ingrediente de reação envolvido na reação de teste pode ser detectada de forma quantitativa na reação de controle, e desvio do resultado final devido à mudança pode ser corrigido
29/53 utilizando-se um coeficiente de correção, em que o coeficiente de correção pode ser uma função do sinal elétrico gerado na reação de controle. A reação de controle pode servir como uma calibragem, em adição ao teste de viabilidade, da reação de teste, e pode prover o coeficiente de correção para a reação de teste com base no sinal elétrico para garantir a exatidão do resultado final. Conforme aqui usado, o resultado final se refere àquele gerado mediante avaliação da amostra utilizando o biossensor de acordo com o seu uso pretendido. O resultado final pode indicar ao menos uma propriedade de uma composição de interesse na amostra. A propriedade pode incluir, por exemplo, presença de carência, concentração, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos.
Em algumas modalidades, a reação de controle pode gerar um sinal químico dependendo de se o sistema de controle ou o dispositivo de teste é viável. Apenas como exemplo, em uma modalidade exemplar, o sistema de teste de um biossensor pode ser sensível à umidade. Quando o biossensor é exposto à unidade em excesso, o sistema de controle do biossensor pode gerar um ingrediente químico a partir da ativação da reação de controle. Tal ingrediente químico pode incluir, por exemplo, um antagonista da composição de interesse na amostra, um inibidor de uma enzima envolvida na reação de teste, um análogo do antígeno de interesse na amostra que pode se ligar ao anticorpo correspondente do sistema de teste, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos.
Em algumas modalidades, a composição de interesse na amostra e o sistema de teste do biossensor podem estar
30/53 intactos após a reação de controle independentemente do mecanismo e/ou dos reagentes envolvidos na reação de controle quando a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste é confirmada ou comprometida. Isto é, em algumas modalidades, a reação de controle não prejudica o uso pretendido do biossensor quando a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste é confirmada ou comprometida. Em outras modalidades, a composição de interesse na amostra e o sistema de teste do biossensor podem estar intactos após a reação de controle independentemente do mecanismo e/ou dos reagentes envolvidos na reação de controle quando a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste é confirmada. Em algumas modalidades, a composição de interesse na amostra ou no sistema de teste do biossensor pode ser prejudicada após a reação de controle quando a viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste é comprometida.
A reação de controle pode gerar um sinal de controle do mesmo tipo que aquele do sinal de teste gerado pela reação de teste. Apenas como exemplo, a reação de controle assim como a reação de teste podem gerar um sinal elétrico, ou um sinal ótico. 0 sinal de controle e o sinal de teste podem ser medidos e/ou registrados utilizando-se o mesmo dispositivo ou o mesmo tipo de dispositivos, e pode ser diferenciado pelos diferentes momentos exatos quando a reação de controle ou a reação de teste é ativada. Em algumas modalidades, o sinal de controle pode se dissipar antes de o sinal de teste ser medido e/ou registrado, de tal modo que ele não interfere com o sinal de teste. Isso pode simplificar o biossensor e/ou seu uso porque um tipo
31/53 de dispositivo de medição é necessário.
Em algumas modalidades, a reação de controle pode gerar um sinal de um tipo diferente daquele do sinal de teste gerado pela reação de teste. Apenas como exemplo, a reação de controle pode gerar um sinal ótico, enquanto que a reação de teste pode gerar um sinal elétrico. O sinal de controle e o sinal de teste podem ser medidos e/ou registrados utilizando-se dispositivos diferentes.
Entende-se que o sistema de controle integrado descrito acima pode ser aplicado a uma ampla gama de sistemas ou dispositivos, tal como, por exemplo, biossensores, sensores ou kits de teste no local, cuja viabilidade pode ser verificada para realizar seu uso pretendido. Apenas como exemplo, aplicações adequadas incluem, mas não são limitadas a um biossensor para avaliar a coagulação sanguínea, glicose, colesterol, imunoensaios, ou semelhantes, ou qualquer combinação dos mesmos. Descrições de tais biossensores podem ser encontrados, por exemplo, na Publicação PCT W02002/008763, intitulada IMMUNOSENSOR, depositada em 13 de julho de 2001; Publicação de Pedido dos Estados Unidos 20030180814, intitulada DIRECT IMMUNOSENSOR ASSAY, depositada em 21 de março de 2002; Publicação de Pedido dos Estados Unidos 20060134713, intitulada BIOSENSOR APPARATUS AND METHODS OF USE, depositada em 21 de novembro de 2005; Publicação de Pedido dos Estados Unidos 20100006452, intitulada BIOSENSOR APPARATUS AND METHODS OF USE, depositada em 18 de setembro de 2009; Publicação PCT W02008/010058, intitulada ELECTROCHEMICAL DETECTION OF MAGNETIC PARTICLE MOBILITY, depositada em 13 de julho de 2007; Publicação
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PCT W02009/053834, intitulada APPARATUS AND METHOD FOR ELECTROCHEMICAL DETECTION, depositada em 25 de outubro de 2008; Publicação PCT WO 2010/004436, intitulada ENHANCED IMMUNOASSAY SENSOR, depositada em 19 de julho de 2009, cada uma das quais é aqui integralmente incorporada mediante referência. Conforme descrito acima, o pedido é descrito em conexão com um biossensor apenas para fins de ilustração, e não pretende limitar o escopo do pedido.
Em algumas modalidades, um biossensor para avaliar uma amostra pode compreender um sistema de controle integrado e um sistema de teste. A amostra pode ser fluida ou sólida. O sistema de controle pode compreender ao menos um reagente para determinar a viabilidade de ao menos um do sistema de controle e do sistema de teste por intermédio de uma reação de controle. O reagente pode ser livre de Nóxido ou um composto nitroso. A reação de controle pode gerar um sinal de controle. 0 sistema de teste pode realizar uma reação de teste utilizando a amostra para avaliar uma composição de interesse na amostra. 0 biossensor pode incluir uma única câmara ou múltiplas câmaras.
Assim, em algumas modalidades, o biossensor pode incluir uma única câmara. O sistema de controle e o sistema de teste podem estar localizados na mesma câmara. Em algumas modalidades, o sinal de controle e o sinal de teste são do mesmo tipo (por exemplo, um sinal elétrico, um sinal ótico) . O sinal de controle e o sinal de teste podem ser diferenciados com base, por exemplo, nos diferentes momentos exatos quando a reação de controle e a reação de teste são ativadas ou medidas, respectivamente. Em algumas
33/53 modalidades, a reação de controle e a reação de teste podem ser separadas em ao menos aproximadamente 0,1 segundos, ou
de pelo menos aproximadamente 0,2 segundos, ou de pelo
menos aproximadamente 0,3 segundos, ou de pelo menos
5 aproximadamente 0,4 segundos, ou de pelo menos
aproximadamente 0,5 segundos, ou de pelo menos
aproximadamente 0,6 segundos, ou de pelo menos
aproximadamente 0,7 segundos, ou de pelo menos
aproximadamente 0,8 segundos, ou de pelo menos
10 aproximadamente 0,9 segundos, ou de pelo menos
aproximadamente 1 segundo, ou de pelo menos aproximadamente 1,2 segundos, ou de pelo menos aproximadamente 1,5 segundos, ou de pelo menos aproximadamente 1,8 segundos, ou de pelo menos aproximadamente 2 segundos, ou mais do que 2
15 segundos. Em algumas modalidades, a reação de controle and
a reação de teste podem ser separadas em menos do que
aproximadamente 60 segundos, ou menos do que
aproximadamente 50 segundos, ou menos do que
aproximadamente 40 segundos, ou menos do que
20 aproximadamente 30 segundos, ou menos do que
aproximadamente 20 segundos, ou menos do que
aproximadamente 15 segundos, ou menos do que
aproximadamente 10 segundos, ou menos do que
aproximadamente 8 segundos, ou menos do que aproximadamente
5 segundos, ou menos do que aproximadamente 3 segundos, ou menos do que aproximadamente 2 segundos, ou menos do que
aproximadamente 1,5 segundos, ou menos do que
aproximadamente 1,2 segundos, ou menos do que
aproximadamente 1 segundo, ou menos do que aproximadamente
0,8 segundos, ou menos do que aproximadamente 0,5 segundos.
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Em outras modalidades, o sinal de controle e o sinal de teste podem ser de tipos diferentes (por exemplo, um deles é um sinal elétrico e o outro é um sinal ótico) . Por exemplo, o sinal de controle e o sinal de teste podem ser diferenciados com base no tipo dos sinais. Em modalidades adicionais, o sinal de controle pode impedir que ocorra a reação de teste se o sistema de controle ou o sistema de teste não for viável. Vide a descrição acima.
Em algumas modalidades, o biossensor pode incluir duas câmaras. A reação de teste pode incluir uma ou mais fases (por exemplo, a reação imunológica e a detecção eletroquímica em um imunoensaio eletroquímico). Em algumas modalidades, a reação de controle e a reação de teste podem estar localizadas em câmaras separadas. Em algumas modalidades, a reação de controle e parte da reação de teste (por exemplo, a reação imunológica) podem estar localizadas na mesma câmara, enquanto que outra parte da reação de teste pode estar localizada na outra câmara.
Em algumas modalidades, as duas câmaras podem estar em conexão de fluido em paralelo. Por exemplo, a reação de controle e a reação de teste podem estar localizadas em câmaras separadas. A reação de controle e a reação de teste podem ocorrer substancialmente independentemente uma da outra.
Em algumas modalidades, as duas câmaras podem estar em conexão de fluido serial. Por exemplo, a reação de controle e parte da reação de teste (por exemplo, a reação imunológica) podem estar localizadas em uma primeira câmara, enquanto que outra parte da reação de teste (por exemplo, a detecção eletroquímica) pode estar localizada em
35/53 uma segunda câmara. A amostra pode fluir a partir da primeira câmara para a segunda câmara através de uma via de passagem de amostra. A via de passagem de amostra pode ser uma via de passagem aberta. A amostra pode fluir a partir da primeira câmara para a segunda câmara por intermédio de uma ação capilar. Em algumas modalidades, a segunda câmara pode incluir um suspiro o qual pode ser aberto por um usuário. A segunda câmara pode gerar uma força de atração capilar maior do que a primeira câmara. A força capilar maior pode ser devido, por exemplo, a uma dimensão capilar menor, agente tensoativo hidrofílico, ou semelhante, ou uma combinação dos mesmos. Alternativamente, a força capilar da
segunda câmara pode ser igual ou menor do que a força
capilar da primeira câmara, porém maior do que a força
capilar de outra câmara da tira em conexão de fluido com a
primeira e segunda câmara da tira. Por exemplo, a segunda câmara e a primeira câmara podem ter força capilar maior do que uma terceira câmara de introdução de amostra. Em algumas modalidades, a amostra pode ser parada na via de passagem de amostra aberta entre a primeira e a segunda câmara por intermédio do ar retido na segunda câmara, e pode fluir para segunda câmara a partir da abertura do suspiro mediante, por exemplo, perfuração ou semelhante. Tal modelo é descrito, por exemplo, na Publicação PCT W02002/008763, intitulada IMMUNOSENSOR, depositada em 13 de julho de 2001; Publicação de Pedido dos Estados Unidos 20030180814, intitulada DIRECT IMMUNOSENSOR ASSAY, depositada em 21 de março de 2002; Publicação de Pedido dos Estados Unidos 20060134713, intitulada BIOSENSOR APPARATUS AND METHODS OF USE, depositada em 21 de novembro de 2005;
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Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 20100006452, intitulada BIOSENSOR APPARATUS AND METHODS OF USE, depositada em 18 de setembro de 2009; cada uma das quais é aqui incorporada integralmente mediante referência. A via de passagem de amostra pode incluir um limitador de junção (por exemplo, um controle de menisco). A amostra pode fluir a partir da primeira câmara para a segunda câmara por intermédio de uma pressão externa suficiente para empurrar a amostra através do limitador de junção. Descrição sobre tal limitador de junção pode ser encontrado, por exemplo, na Patente dos Estados Unidos 4.426.451, intitulada MULTI-ZONED REACTION VESSEL HAVING PRESSURE - ACTUATABLE CONTROL MEANS BETWEEN ZONES, expedida em 17 de janeiro de 1984, a qual é aqui incorporada integralmente mediante referência. A via de passagem de amostra pode incluir uma camada de barreira compreendendo ao menos uma porosidade que pode gerar uma força de retenção para a amostra. A amostra pode fluir da primeira câmara para a segunda câmara mediante desarranjo da força de retenção. Por exemplo, força de retenção pode ser desarranjada mediante contato de uma superfície na segunda câmara a qual não é coplanar com a camada de barreira com a amostra na camada de barreira. Tal modelo pode ser encontrado, por exemplo, na Publicação PCT WO 2007/096730, intitulada FLUID TRANSFER MECHANISM, depositada em 15 de fevereiro de 2007, a qual é aqui incorporada integralmente mediante referência. O sinal de controle e o sinal de teste podem ser diferenciados mediante controle de quando avançar a amostra a partir da primeira câmara para a segunda câmara.
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Em algumas modalidades, o biossensor pode incluir mais do que duas câmaras. Apenas como exemplo, o biossensor pode incluir uma câmara de enchimento, além de duas câmaras em conexão de fluido paralela ou em conexão de fluido serial descrita acima. Como outro exemplo, o biossensor pode compreender três câmaras, em que o sistema de controle pode estar localizado em uma primeira câmara, e diferentes partes do sistema de teste (por exemplo, reação imunológica e a detecção eletroquímica) podem estar localizadas em uma segunda câmara e em uma terceira câmara, respectivamente. Em algumas modalidades, a primeira câmara pode estar em conexão de fluido paralela com a segunda câmara, e a segunda câmara pode estar em conexão de fluido serial com a terceira câmara. Em outras modalidades, todas as três câmaras podem estar em conexão de fluido serial. Pode haver uma via de passagem de amostra conforme descrito acima entre quaisquer das duas câmaras.
A câmara pode incluir ao menos uma superfície interna. Conforme aqui usado, uma superfície interna pode compreender uma parede interna a qual pode definir o formato em seção transversal e/ou o volume do interior da câmara. A parede(s) interna pode compreender, mas não é limitada a, um material sólido, um material fibroso, um material macroporoso, um material pulverizado, ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos. A superfície(s) interna pode compreender aquela/aquelas de pelo menos um suporte independente dentro da câmara de reação. Um suporte adequado pode compreender, mas não é limitado a um material sólido, um material de malha, um material fibroso, um material poroso, um material
38/53 pulverizado, ou contas de um material, ou uma mistura dos mesmos. O material de malha pode compreender, por exemplo, um polímero tal com poliolefina, poliéster, náilon, celulose, poliestireno, policarbonato, polissulfona, ou uma mistura dos mesmos. 0 material fibroso pode compreender, por exemplo, um polímero tal como poliolefina, poliéster, náilon, celulose, poliestireno, policarbonato, polissulfona, ou uma mistura dos mesmos. O material pode compreender, por exemplo, um pó sinterizado, ou uma membrana macroporosa. A membrana macroporosa pode compreender, por exemplo, um material polimérico tal como polissulfona, difluoreto de polivinilideno, náilon, acetato de celulose, polimetacrilato, poliacrilato, ou uma mistura dos mesmos. 0 material de conta pode ser selecionado de tal modo que suporte adequado possa ser provido para um reagente e/ou um ingrediente de reação envolvido na reação de controle e/ou na reação de teste. Contas adequadas podem compreender aquelas comercializadas como DYNABEADS® pela Dynal Biotech de Oslo, Noruega. As contas podem compreender, por exemplo, contas magnéticas. O suporte pode ter ao menos um dos seguintes benefícios. Em primeiro lugar, ele pode aumentar a área de superfície onde o reagente ou outro ingrediente de reação envolvido na reação de controle e/ou na reação de teste, pode se ligar, e/ou onde a reação de controle e/ou a reação de teste pode ocorrer dentro da câmara. Isso pode diminuir o tempo de reação, e/ou as chances de ocorrer um processo indesejável (por exemplo, contaminação, formação de coágulos, etc.). Em segundo lugar, ele pode aumentar a força capilar para a amostra de fluido mediante diminuição da distância capilar
39/53 da câmara de reação.
O reagente e/ou o ingrediente de reação envolvido na reação de controle e/ou na reação de teste pode ser revestido ou de outra forma sustentado em apenas uma superfície interna da câmara. Se o reagente e/ou o ingrediente de reação deve ser sustentado nas paredes internas da câmara ou nos eletrodos, as substâncias químicas podem ser aplicadas mediante uso de técnicas de impressão, por exemplo, impressão a jato de tinta, serigrafia, litografia, e semelhante. Em uma modalidade alternativa, uma solução contendo o reagente ou o ingrediente de reação pode ser aplicada a uma superfície interna dentro da câmara e deixada secar. O reagente e/ou o ingrediente de reação pode dissolver mediante uma amostra de fluido ou um tampão ou outro solvente adicionado à câmara. Ao menos um reagente ou o ingrediente de reação pode não ser dissolvido por intermédio de uma amostra de fluido ou um tampão ou outro solvente adicionado à câmara. Ao menos um reagente ou ingrediente de reação pode ser imobilizado utilizando, por exemplo, uma membrana porosa cuja porosidade é menor do que o tamanho de partícula do reagente ou do ingrediente de reação, ou um eletroímã que pode refrear o movimento das contas magnéticas revestidas com o reagente ou com o ingrediente de reação, ou semelhante. O reagente e/ou o ingrediente de reação pode ser revestido ou de outro modo sustentado uniformemente em ao menos parte de uma ou mais superfícies internas. Alternativamente, o reagente e/ou o ingrediente de reação pode ser revestido ou de outro modo sustentado em diferentes porções da câmara (por exemplo, diferentes
40/53 porções da mesma superfície interna da mesma câmara, ou em diferentes superfícies internas da mesma câmara, ou diferentes superfícies internas das diferentes câmaras).
Em algumas modalidades, uma câmara do biossensor pode incluir duas superfícies internas, uma ou ambas podem incluir um material eletricamente condutivo. 0 material eletricamente condutivo pode ser coextensive com uma ou ambas as superfícies internas. Tal superfície interna pode servir como um eletrodo. O eletrodo pode ser conectado eletricamente com um medidor, ou semelhante, por intermédio de um elemento de contato. Descrição de biossensores exemplares e métodos de fabricação pode ser encontrada, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 20060266644, depositada em 25 de março de 2005, e Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos 20070205103, depositada em 21 novembro de 2005, ambas intituladas METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROCHEMICAL ANALYSIS, cada uma das quais é aqui integralmente incorporada mediante referência. Se o biossensor inclui duas superfícies internas eletricamente condutivas que servem como dois eletrodos diferentes, as duas superfícies internas podem ser separadas uma da outra mediante, por exemplo, um material eletricamente isolante. Em outras modalidades, todas as superfícies internas do biossensor podem ser eletricamente isolantes.
Se o biossensor inclui múltiplas câmaras, uma superfície interna que se estende através de pelo menos duas câmaras pode incluir um material eletricamente condutivo que é substancialmente coextensive com a superfície interna e, portanto, pode ser continuamente
41/53 condutivo eletricamente. Conforme aqui usado, substancialmente indica que ao menos aproximadamente 20%, ou ao menos aproximadamente 3 0%, ou ao menos aproximadamente 40%, ou ao menos aproximadamente 50%, ou ao menos aproximadamente 60%, ao menos aproximadamente 70%, ao menos aproximadamente 80%, ao menos aproximadamente 90%, ao menos aproximadamente 95% da superfície interna são cobertos pelo material eletricamente condutivo. Apenas como exemplo, um biossensor pode incluir uma primeira câmara e uma segunda câmara em conexão de fluido serial através de uma via de passagem de amostra. Uma amostra pode fluir a partir da câmara para a segunda câmara a partir da abertura de um suspiro na segunda câmara. As duas câmaras podem ser definidas por uma primeira superfície interna, por uma segunda superfície interna, por uma camada espaçadora e uma abertura na camada espaçadora. 0 sistema de controle e o sinal de controle elétrico podem estar localizados ou gerados na primeira câmara, e pelo menos parte do sistema de teste e o sinal de teste elétrico pode estar localizado ou gerado na segunda câmara. A primeira superfície interna pode incluir um material eletricamente condutivo o qual é substancialmente coextensive com a primeira superfície interna e pode servir como o eletrodo de trabalho. A segunda superfície interna pode incluir um material eletricamente condutivo o qual é substancialmente coextensive com a segunda superfície interna e pode servir como o contra-eletrodo. O eletrodo de trabalho e o contraeletrodo podem ser separados por uma camada espaçadora eletricamente isolante entre a primeira superfície interna e a segunda superfície interna. 0 eletrodo de trabalho e o
42/53 contra-eletrodo podem ser conectados eletricamente a um medidor por intermédio de elementos de contato para medir o sinal de controle elétrico e o sinal de teste elétrico. A reação de controle pode ser ativada a partir da aplicação da amostra à primeira câmara para gerar o sinal de controle elétrico. A partir da abertura do suspiro, a amostra pode fluir para dentro da segunda câmara onde a reação de teste pode ser ativada mediante aplicação de uma voltagem externa. 0 sinal de controle e o sinal de teste podem ser medidos e/ou registrados utilizando-se o mesmo medidor, e pode ser diferenciado pelos exatos momentos quando a voltagem externa é aplicada.
Se o biossensor inclui múltiplas câmaras, uma superfície interna que se estende através de pelo menos duas câmaras pode incluir um material eletricamente condutivo o qual é substancialmente coextensive com a superfície interna, mas pode incluir um sulco. Tal sulco pode estar localizado, por exemplo, próximo da via de passagem de amostra entre as duas câmaras. 0 sulco pode gerar uma ruptura no material eletricamente condutivo na câmara. A ruptura pode ser afetada mediante padronização da película condutiva quando ela é assentada ou mediante criação da ruptura durante fabricação. O sulco pode ser afetado mediante raspagem do material eletricamente condutivo, raspagem de parte do material eletricamente condutivo, gravação química do material eletricamente condutivo, ablação a laser do material eletricamente condutivo ou outros métodos. Um sulco no material eletricamente condutivo pode servir para, em parte, definir a área de eletrodo ativo na câmara mediante isolamento
43/53 elétrico da área eletricamente condutiva na câmara a partir daquela na outra câmara. O sulco pode ser suficientemente largo para interromper de forma segura a condução elétrica da superfície interna onde reside o sulco, mas não tão largo para impedir o cruzamento do fluido, tal como, por exemplo, sob ação capilar. O sulco pode ser de aproximadamente 1 micrômetro até 10 milímetros, ou a partir de aproximadamente 10 micrômetros até aproximadamente 1 milímetro, ou a partir de aproximadamente 20 micrômetros até aproximadamente 200 micrômetros. A distância entre o sulco e a via de passagem de amostra pode ser inferior a aproximadamente 1%, ou inferior a aproximadamente 5%, ou menor do que aproximadamente 10%, ou menor do que aproximadamente 15%, ou menor do que aproximadamente 20%, ou menor do que aproximadamente 25%, ou menor do que aproximadamente 30%, ou menor do que aproximadamente 35%, ou menor do que aproximadamente 4 0%, ou menor do que aproximadamente 45%, ou menor do que aproximadamente 50%, ou menor do que aproximadamente 55% do comprimento da câmara onde reside o sulco.
Em algumas modalidades, o biossensor pode incluir dois eletrodos, um eletrodo de trabalho e um contraeletrodo. Os dois eletrodos podem estar localizados em diferentes superfícies internas do biossensor. Apenas como exemplo, os dois eletrodos podem estar opostos um ao outro. Os dois eletrodos podem estar opostos um ao outro e deslocados por uma distância. Os dois eletrodos podem ser coplanares e separados um do outro por uma distância. Tal implementação pode se basear por uma distância. Tal implementação pode se basear na descarga da diferença
44/53 potencial eletroquímica no sensor ou compostos eletroquímicos de neutralização para encurtar a duração da reação de controle. O composto eletroquímico de neutralização pode ser revestido em um eletrodo. Em outras modalidades, o biossensor pode incluir mais do que dois eletrodos. Apenas como exemplo, o biossensor pode incluir um eletrodo de referência, ou mais do que um eletrodo de trabalho.
Modalidades do pedido incluem o uso de um biossensor conforme descrito acima. Apenas com a finalidade de conveniência, métodos de uso de um biossensor descritos aqui são descritos em termos de um biossensor com duas câmaras em comunicação de fluido serial com uma via de passagem de amostra. 0 biossensor exemplar inclui um sistema de controle e um sistema de teste. O sistema de controle inclui uma reação eletroquímica para gerar um sinal de controle elétrico. 0 sistema de teste inclui uma reação imunológica e uma detecção eletroquímica para gerar um sinal de teste elétrico. A reação eletroquímica do sistema de controle e a reação imunológica da reação de teste ocorrem na primeira câmara, enquanto que a detecção eletroquímica ocorre na segunda câmara. Entende-se que o uso dessa modalidade tem apenas a finalidade de ilustração, e não pretende limitar o escopo da revelação.
Em uso, um usuário pode primeiramente introduzir uma amostra de fluido na primeira câmara. A amostra pode ser trazida para dentro da primeira câmara sob a influência da ação capilar ou de chupamento. A amostra pode ser puxada para dentro da primeira câmara por intermédio de uma força externa gerada por um dispositivo tal como, por exemplo,
45/53 uma seringa, e/ou uma bomba, e/ou pelo usuário. A primeira câmara pode compreender um suspiro que é aberto para a atmosfera, desse modo permitindo que escape o ar deslocado pela amostra. Alternativamente, o enchimento da primeira câmara pela amostra de fluido pode deslocar o ar para a segunda câmara. 0 volume da primeira câmara pode ser escolhido de modo a ser ao menos igual e preferivelmente maior do que o volume da segunda câmara.
A entrada de uma amostra, tal como sangue integral contendo uma composição de interesse (por exemplo, um antígeno) na primeira câmara, pode ativar a reação de controle e a reação imunológica.
Após um tempo determinado, por exemplo, de aproximadamente 10 a aproximadamente 600 segundos, um suspiro na extremidade distai da segunda câmara pode ser aberto mediante, por exemplo, perfuração, rasgadura ou punctura. Isso pode permitir que o ar deslocado escape e transfira a amostra de fluido reagida pela ação capilar para a segunda câmara. A segunda câmara pode compreender ao menos um ingrediente de reação para a avaliação eletroquímica da composição de interesse. A detecção eletroquímica pode ser ativada a partir da aplicação de uma voltagem externa e gerar um sinal de teste elétrico.
sinal de controle elétrico e o sinal elétrico de teste podem ser medidos utilizando o mesmo potenciostato, e os sinais podem ser registrados na mesma figura. O sinal elétrico de controle e o sinal elétrico de teste podem ser diferenciados com base no exato momento quando a voltagem externa é aplicada. A viabilidade do sistema de controle ou do sistema de teste pode ser
46/53 determinada mediante comparação do sinal de controle com um valor padrão predeterminado.
Modalidades do presente pedido são ilustradas adicionalmente pelos seguintes exemplos.
EXEMPLO
Os exemplos não limitadores a seguir são providos para ilustrar adicionalmente modalidades do presente pedido. Deve ser considerado por aqueles versados na arte que as técnicas reveladas nos exemplos a seguir representam abordagens descobertas pelos inventores para funcionar bem na prática do pedido e, assim, pode ser consideradas como constituindo exemplos de modos para a sua prática. Contudo, aqueles versados na arte, à luz da presente revelação, devem considerar que muitas alterações podem ser feitas nas modalidades específicas que são reveladas e ainda assim obter um resultado semelhante ou similar sem afastar-se do espírito e escopo do pedido.
Exemplo 1
A Figura 1 mostra uma vista explodida de um biossensor eletroquímico exemplar com uma única câmara. 1 denota um eletrodo inferior; 2 denota um separador de isolamento ou uma camada espaçadora. Há uma abertura na camada espaçadora ao longo de parte de seu comprimento. 3 denota um eletrodo superior. O eletrodo superior 3 tem uma primeira abertura ao longo de parte de seu comprimento e uma segunda abertura em um ângulo com a primeira abertura. A primeira abertura do eletrodo superior é substancialmente paralela à abertura da camada espaçadora 2. 4 denota uma cobertura sobre a câmara de enchimento denotada por 5. 6 denota uma câmara de reação. A câmara de enchimento 5 é
47/53 definida pelo eletrodo inferior 1, cobertura 4, abertura no eletrodo superior 3 e abertura na camada espaçadora 2. A câmara de reação 6 também é definida pelo eletrodo inferior 1, cobertura 4, eletrodo superior 3, abertura no eletrodo superior 3 e abertura na camada espaçadora 2. O sistema de controle e o sistema de teste podem estar localizados na câmara de reação 6.
Exemplo 2
A Figura 2 mostra uma vista explodida de um biossensor eletroquímico exemplar com duas câmaras. 1 denota um eletrodo inferior; 2 denota um separador de isolamento ou uma camada espaçadora. Há uma abertura na camada espaçadora ao longo de parte de seu comprimento. 3 denota um eletrodo superior. O eletrodo superior 3 tem uma primeira abertura ao longo de parte de seu comprimento, uma segunda abertura em um ângulo com a primeira abertura, e uma terceira abertura em um ângulo com a primeira abertura e substancialmente paralela com a segunda abertura. A primeira abertura do eletrodo superior é substancialmente paralela à abertura da camada espaçadora 2. 4 denota uma cobertura sobre a câmara de enchimento denotada por 5. 6 denota uma câmara de reação. A câmara de enchimento 5 é definida pelo eletrodo inferior 1, cobertura 4, abertura no eletrodo superior 3 e abertura na camada espaçadora 2. Duas câmaras de reação 6 também são definidas pelo eletrodo inferior 1, cobertura 4, eletrodo superior 3, abertura no eletrodo superior 3 e abertura na camada espaçadora 2. Há uma via de passagem de amostra entre as duas câmaras de reação. O sistema de controle e o sistema de teste podem estar localizados em diferentes câmaras de reação 6.
48/53
Exemplo 3
A Figura 3 mostra um biossensor eletroquímico exemplar. Um denota um eletrodo inferior; separador de isolamento ou uma camada espaçadora não é mostrada na Figura 3. 3 denota um eletrodo superior. 4 denota uma cobertura sobre a câmara de enchimento denotada por 5. 6
denota uma câmara de reação. 0 sistema de controle e o
sistema de teste podem estar localizados na câmara de
reação 6. Exemplo 4
A Figura 4 mostra a comparação de medições
utilizando biossensores de coagulação após diferentes
condições de armazenamento. 0 registro atual começou quando sangue normal foi adicionado ao biossensor. Por aproximadamente os primeiros 3 segundos nenhuma voltagem externa foi aplicada ao biossensor. A corrente gerada pelo próprio biossensor foi medida. Após aproximadamente 3 segundos o potenciostato aplicou aproximadamente 0,3V através do biossensor e mediu a corrente resultante. Os pontos que são marcados com losangos representam o tempo no qual a amostra foi considerada como tendo coagulado de acordo com um algoritmo predeterminado. As linhas cheias grossas representam dois biossensores armazenados em temperatura ambiente. As linhas pontilhadas finas representam dois biossensores armazenados em aproximadamente 60°C por duas semanas.
Nesse exemplo, a reação de controle integrado foi medida dentro de aproximadamente os primeiros 3 segundos. Os biossensores expostos à elevada temperatura tinham um pico de corrente muito reduzido em comparação com aqueles
49/53 armazenados apropriadamente em temperatura ambiente. A reação de controle pode ser quantificada mediante medição da área sob a curva. O tempo durante o qual a área sob a curva é calculada não precisa ser de 3 segundos completos em que a reação de controle foi realizada. Nesse exemplo, calcular a área através aproximadamente do primeiro segundo ou aproximadamente dos primeiros 2 segundos pode aperfeiçoar a discriminação entre biossensores aceitáveis e inaceitáveis.
A reação de teste de coagulação foi avaliada após aproximadamente 3 segundos. Os biossensores expostos à elevada temperatura mostram um ligeiro prolongamento de seu tempo de coagulação, sugerindo dano brando aos reagentes no biossensor.
Os vários métodos e técnicas descritos acima proporcionam algumas formas de realização do pedido. Evidentemente, deve-se entender que não necessariamente todos os objetivos ou vantagens descritos podem ser obtidos de acordo com qualquer modalidade específica aqui descrita. Assim, por exemplo, aqueles versados na técnica reconhecerão que os métodos podem ser realizados de uma maneira que obtém ou otimiza uma vantagem ou grupo de vantagens conforme aqui ensinado sem necessariamente atingir outros objetivos ou vantagens como ensinado ou sugerido aqui. Várias alternativas são aqui mencionadas. Deve-se entender que algumas modalidades preferidas incluem especificamente uma, de uma outra, ou várias características, enquanto que outras especificamente excluem uma, uma outra, ou várias características, enquanto ainda outras aliviam uma característica específica mediante
50/53 inclusão de uma, de uma outra, ou de várias características vantaj osas.
Adicionalmente, aqueles versados na técnica reconhecerão a aplicabilidade de várias características a partir de diferentes modalidades. Similarmente, os vários elementos, características e etapas discutidos acima, assim como outros equivalentes conhecidos para tal elemento, característica ou etapa, podem ser empregados em várias combinações por aqueles de conhecimento comum nessa técnica para realizar métodos de acordo com os princípios aqui revelados. Entre os vários elementos, características e etapas alguns serão especificamente incluídos e outros especificamente excluídos em diversas modalidades.
Embora o pedido tenha sido revelado no contexto de certas modalidades e exemplos, será entendido por aqueles versados na técnica que as modalidades do pedido se estendem além das modalidades especificamente reveladas para outras modalidades alternativas e/ou usos e modificações e equivalentes das mesmas.
Em algumas modalidades, os números expressando quantidades de ingredientes, propriedades tais como peso molecular, condições de reação, e assim por diante, usados para descrever e reivindicar certas modalidades do pedido devem ser entendidos como sendo modificados em alguns casos pelo termo aproximadamente ou substancialmente. Por exemplo, aproximadamente ou substancialmente pode indicar variação de ±20% do valor que ele descreve, a menos que de outro modo declarado. Consequentemente, em algumas modalidades, os parâmetros numéricos apresentados na descrição escrita e nas reivindicações anexas são
51/53 aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas que se procurou obter por uma modalidade específica. Em algumas modalidades, os parâmetros numéricos devem ser considerados à luz do número de dígitos significativos informados e mediante aplicação de técnicas comuns de arredondamento. Apesar de que as faixas numéricas e parâmetros estabelecendo o amplo escopo de algumas modalidades do pedido são aproximações, os valores numéricos apresentados nos exemplos específicos são reportados como precisamente conforme praticável.
Em algumas modalidades, os termos um e algum e o e referências similares usadas no contexto da descrição de uma modalidade específica do pedido (especialmente no contexto de algumas das reivindicações a seguir) podem ser considerados como abrangendo não apenas o singular como também o plural. A citação de faixas de valores pretende aqui simplesmente servir como um método abreviado de se referir individualmente a cada valor separado compreendido dentro da faixa. A menos que aqui de outro modo indicado, cada valor individual é incorporado no relatório descritivo como se fosse individualmente citado aqui. Todos os métodos aqui citados podem ser realizados em qualquer ordem adequada a menos que de outro modo indicado aqui ou de outro modo claramente contradito pelo contexto. O uso de qualquer um de todos os exemplos ou linguagem exemplar (por exemplo, tal como) provido com relação a certas modalidades pretende aqui apenas iluminar melhor o pedido e não apresenta uma limitação em relação ao escopo do pedido de outro modo reivindicado. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deve ser considerada como indicando
52/53 qualquer elemento não reivindicado essencial para a prática do pedido.
Modalidades preferidas desse pedido são descritas aqui, incluindo o melhor modo conhecido dos inventores para a realização do pedido. Variações naquelas modalidades preferidas se tornarão evidentes para aqueles de conhecimento comum na técnica a partir da leitura da descrição precedente. Considera-se que aqueles versados na técnica pode empregar diversas variações conforme apropriado, e o pedido pode ser praticado de outro modo do que aqui especificamente descrito. Consequentemente, muitas modalidades desse pedido incluem todas as modificações e equivalentes da matéria em estuda citada nas reivindicações anexas conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos descritos acima em todas as suas possíveis variações é abrangida pelo pedido ao menos que de outro modo aqui indicado ou de outro modo claramente contradito pelo contexto.
Cada uma das patentes, pedidos de patente, publicações de pedidos de patente, e outro material, tal como artigos, livros, especificações, publicações, documentos, coisas, e/ou semelhantes, aqui referidos são pelo presente incorporados integralmente mediante essa referência para todas as finalidades, exceto qualquer histórico de arquivo de acusação associado aos mesmos, qualquer deles que seja inconsistente, ou esteja em conflito com o presente documento, ou qualquer deles que possa ter um efeito limitador em relação ao escopo mais amplo das reivindicações, agora ou posteriormente associado ao presente documento. Como exemplo, se houver qualquer
53/53 inconsistência ou conflito entre a descrição, definição, e/ou uso de um termo associado com qualquer do material incorporado e aquele associado com o presente documento, a descrição, definição, e/ou o uso do termo no presente 5 documento vai prevalecer.
Concluindo, deve-se entender que as modalidades do pedido aqui revelado são ilustrativas dos princípios das modalidades do pedido. Outras modificações que podem ser empregadas podem estar dentro do escopo do pedido. Assim, 10 como exemplo, mas não como limitação, configurações alternativas às modalidades do pedido podem ser utilizadas de acordo com os presentes ensinamentos. Consequentemente, modalidades do presente pedido não são limitadas àquelas conforme exatamente mostradas e descritas.

Claims (6)

1. Sensor para avaliar uma amostra, caracterizado pelo fato de que o sensor compreende um sistema de controle integrado e um sistema de teste localizado em uma câmara (6), em que o sistema de controle compreende pelo menos um reagente de controle selecionado a partir de: iodo; ascorbato; ferricianeto; ferrocianeto; 4-amino-2-clorofenol ou qualquer combinação dos mesmos, e em que o pelo menos um reagente de controle é livre de N-óxido ou um composto nitroso, e em que o sistema de controle compreende uma reação de controle envolvendo o reagente de controle, e em que a reação de controle gera um sinal de controle, e em que o sinal de controle indica viabilidade de pelo menos um dentro o sistema de controle, e/ou sistema de teste, e em que o reagente de controle não interfere com a reação de teste.
2. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende um sistema de controle eletroquímico. 3. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a reação de controle é avaliada sem uma voltagem externa. 4. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reação de controle é
ativada a partir do contato do pelo menos um reagente com a amostra, em que o contato inicia a geração do sinal de controle.
5. Sensor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sinal de controle gerado é dependente de uma tensão externa, em que a tensão externa
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compreende ao menos uma selecionada a partir de temperatura, pH, umidade, oxigênio , luz, período de validade, contato químico anterior e uma contaminação química. 6. Sensor , de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende ao menos dois eletrodos, em que o pelo menos um
reagente é revestido em pelo menos um dos eletrodos, em que os pelo menos dois eletrodos são coplanares ou opostos entre si.
7 . Sensor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a reação de controle gera uma força eletromotriz. 8 . Sensor, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a força eletromotriz é gerada mediante dissolução do pelo menos um reagente na amostra. 9. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um reagente compreende ferricianeto. 10. Sensor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle
compreende pelo menos dois eletrodos, em que o carregamento de área de ferricianeto revestido em pelo menos um dos eletrodos é de aproximadamente 10x10-6 até aproximadamente 200x106 mols por metro quadrado.
11. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um reagente compreende um agente de neutralização, em que o agente de neutralização neutraliza o sinal de controle por intermédio
Petição 870190049618, de 27/05/2019, pág. 14/18
3/6 de um efeito de neutralização.
12. Sensor, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o efeito de neutralização compreende pelo menos um selecionado dentre uma reação química e um efeito físico.
13. Sensor, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o efeito físico compreende pelo menos um selecionado dentre precipitação e difusão.
14. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle e o sistema de teste estão localizados em uma câmara, ou em que o sistema de controle está localizado em uma primeira
câmara e pelo menos uma parte do sistema de teste está localizada em uma segunda câmara. 15. Sensor, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara e a segunda câmara estão em conexão de fluido paralela ou em
conexão de fluido serial por intermédio de uma via de passagem de amostra.
16. Método de avaliar uma amostra utilizando um sensor, conforme definido pela reivindicação 1, o método sendo caracterizado por compreender:
aplicar a amostra ao sensor, em que o sensor compreende um sistema de controle integrado e um sistema de teste localizado em uma câmara (6), em que o sistema de controle compreende pelo menos um reagente de controle selecionado a partir de: iodo; ascorbato; ferricianeto; ferrocianeto; 4-amino-2-clorofenol ou qualquer combinação dos mesmos, em que o pelo menos um reagente de controle está livre de N-óxido ou um composto nitroso, e em que o
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4/6 sistema de controle compreende uma reação de controle envolvendo o reagente de controle, e em que a reação de controle gera um sinal de controle, e em que o sinal de controle indica viabilidade de pelo menos um dentro o sistema de controle, e/ou sistema de teste, e em que o reagente de controle não interfere com a reação de teste; e comparar o sinal de controle com um sinal padrão para determinar a viabilidade do pelo menos um do sistema de controle e sistema de teste.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender ainda a avaliação da amostra no sistema de teste.
18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende um sistema de controle eletroquímico.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a reação de controle é avaliada sem uma voltagem externa.
20. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a reação de controle é ativada a partir do contato de pelo menos um reagente com a amostra, em que o contato inicia a geração do sinal de controle.
21. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende pelo menos dois eletrodos, em que o pelo menos um reagente é revestido em pelo menos um dos eletrodos, em que os pelo menos dois eletrodos são coplanares ou opostos entre si.
22. Método, de acordo com a reivindicação 18,
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5/6 caracterizado pelo fato de que a reação de controle gera uma força eletromotriz.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a força eletromotriz é gerada mediante dissolução do pelo menos um reagente na amostra.
24. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um reagente compreende ferricianeto.
25. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos um reagente compreende um agente de neutralização, em que o agente de neutralização neutraliza o sinal por intermédio de um efeito de neutralização.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o efeito de neutralização compreende pelo menos um selecionado dentre uma reação química e um efeito físico.
27. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle e o sistema de teste estão localizados em uma câmara, ou em que o sistema de controle está localizado em uma primeira
câmara, e pelo menos parte do sistema de teste está localizado em uma segunda câmara. 28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara e a segunda câmara estão em conexão de fluido paralela ou em
conexão de fluido serial por intermédio de uma via de passagem de amostra.
29. Método, de acordo com a reivindicação 28,
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6/6
caracterizado por compreender ainda a transferência da amostra da primeira câmara para a segunda câmara por intermédio de ação capilar. 30. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a avaliação da amostra no sistema de teste compreende pelo menos uma reação selecionada dentre uma reação imunológica e uma reação eletroquímica. 31. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a avaliação da amostra no
sistema de teste compreende medir ao menos um sinal de teste selecionado dentre um sinal elétrico e um sinal ótico.
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