ES2228995T3 - Procedimiento para mejorar la precision en sensores, especialmente biosensores que emplean radiacion de fluorescencia para determinar las señales. - Google Patents
Procedimiento para mejorar la precision en sensores, especialmente biosensores que emplean radiacion de fluorescencia para determinar las señales.Info
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Abstract
Procedimiento para mejorar la precisión de medida en sensores, especialmente biosensores, que emplean radiación de fluorescencia para determinar las señales, consistentes en un guiaondas con al menos una superficie de propagación de las ondas en calidad de sistema de ensayo que contiene un reactivo que consta de una especie de molécula que está fijada a una sustancia analítica dentro de un medio de ensayo, y de un material de referencia fluorescente que se emplea para el calibrado, transmitiendo el guiaondas, al recibir una señal de entrada de radiación, una señal de radiación de emisión de salida, caracterizado porque - en cada sensor de una tanda de sensores se aplica como material de referencia una tira estándar de fluorescencia, estando ésta dispuesta en el sensor junto al sistema de ensayo o bien separada espacialmente de éste; - a continuación, se gradúa la señal de fluorescencia (IFS) por medio de un fluorímetro de proceso para cada tira estándar de fluorescencia aplicada (FS) de latanda de sensores y se forma para cada sensor un factor de corrección de la señal de fluorescencia (IFS), referido a un valor nominal de tanda (I0).
Description
Procedimiento para mejorar la precisión de medida
en sensores, especialmente biosensores, que emplean radiación de
fluorescencia para determinar las señales.
La invención concierne a un procedimiento para
mejorar la precisión de medida en sensores, especialmente
biosensores, que emplean radiación de fluorescencia para determinar
las señales, consistentes en un guiaondas con al menos una
superficie de propagación de las ondas en calidad de sistema de
ensayo que contiene un reactivo que consta de una especie de
molécula que está fijada a una sustancia analítica dentro de un
medio de ensayo, y de un material de referencia fluorescente que se
emplea para el calibrado, transmitiendo el guiaondas, al recibir una
señal de entrada de radiación, una señal de radiación de emisión de
salida.
Se conoce por el documento DE 69230420 T2, que
divulga el preámbulo de la reivindicación 1, un sensor para ondas
evanescentes destinado a recibir una o más señales de entrada de
radiación electromagnética y a emitir al menos dos señales de
salida. El sistema de ensayo del sensor consiste en un guiaondas con
al menos una superficie de propagación de las ondas que contiene un
revestimiento constituido por un agente de reacción y que consiste
en una clase molecular que está fijada a una sustancia analítica
dentro de un medio de ensayo. Sobre la superficie del guiaondas se
encuentra un material de referencia fluorescente, transmitiendo el
guiaondas, al recibir una o varias señales de entrada de radiación,
una señal de radiación de emisión de entrada con una primera
longitud de onda que es indicativa de al menos una reacción de
fijación analítica, y transmitiendo una señal de radiación de
emisión de salida separada, que sale del material de referencia,
con una segunda longitud de onda de tal manera que el material de
referencia proporcione la normalización y/o el calibrado del
sensor.
En uso, la invención hace posible la detección de
tanto el material de referencia como el analito, de modo que se
proporciona un medio para la normalización y calibrado del sistema
respecto de cualesquiera desviaciones en el sensor y en la
eficiencia de la unión instrumento-sensor que
influyan sobre la entrada de señal y la recogida de la señal. Dado
que cualesquiera desviaciones geométricas e irregularidades
superficiales en el sensor influyen sobre la señal de salida
conocida del material de referencia de la misma manera que la señal
del analito, una relación de la salida de la señal del analito a la
salida de la señal de referencia proporciona un valor que varía
solamente con diferencias en el analito y no con diferencias entre
sensores. Para evitar dificultades en el análisis de las señales de
salida, el material de referencia puede elegirse de modo que
proporcione una longitud de onda de la señal de salida que sea
diferente y/o pueda diferenciarse fácilmente de la señal que indica
el analito. La idoneidad del sensor para el sistema de referencia
está ligado a un elevado coste de fabricación. El documento DE
69302273 T2 muestra un procedimiento para mejorar la precisión de
medida en sistemas de ensayo de biosensores ópticos empleando la
técnica de ondas de atenuación, dispositivos para su uso en tal
procedimiento y el uso. Se proporciona aquí, además del ligando en
la muestra, una cantidad de una especie directa o indirectamente
inmovilizada ("el reactivo de referencia") que,
independientemente de la cantidad del ligando que se trata en la
muestra sobre la superficie de medida, conduce a un aumento hasta
una señal detectable ("la señal de referencia"), midiéndose la
señal de referencia antes, durante o después de la incubación de la
muestra por medio de un procedimiento. Esta invención implica un
coste técnico elevado del dispositivo para uso de este
procedimiento, que evalúa señales de referencia para mejorar la
precisión de medida de los biosensores.
El documento DE 19781162 T1 se refiere a un
dispositivo de detección para determinar los componentes químicos y
biológicos en fluidos corporales, especialmente para la
autovigilancia de concentraciones de azúcar en sangre por parte de
pacientes con diabetes, empleando instrumentos de ensayo para medir
la actividad de analitos en tiras de ensayo que están impregnadas
con reactivos adecuados. Se puede conectar aquí un chip de
calibrado en forma soltable al instrumento de ensayo para la
comunicación electrónica con un microprocesador que controla el
funcionamiento del instrumento de ensayo. El chip de calibrado
contiene informaciones de calibrado que son unívocamente específicas
para el reactivo que se proporciona con un juego especial de tiras
de ensayo que se suministran con el chip de calibrado. De esta
manera, se pueden compensar diferencias de lote en el reactivo,
mientras que el usuario no tiene que introducir o manipular esta
información. Esto minimiza los errores y facilita la utilización y
precisión del instrumento de ensayo, quedando especialmente
excluido el empleo de un lote falso de tiras de ensayo. Es
desventajoso el hecho de que estos chips de calibrado no aumentan
la calidad en la determinación de componentes químicos y biológicos
en fluidos corporales, sino que mejoran la seguridad en el manejo
del dispositivo de detección. El documento DE 199639226 A1 muestra
un aparato de medida portátil para determinar la concentración de
al menos una sustancia en un fluido corporal por medio de la
evaluación de una tira de ensayo. Las tiras de ensayo del mismo tipo
se diferencian de una tanda de fabricación a otra en sus curvas
características. Por tanto, cada tanda debe ser provista de una
curva característica de calibrado que ha de ser introducida en el
aparato de medida para garantizar una medición fiable. Se olvida
frecuentemente este ajuste previo del aparato de medida. Para
evitare esto se ha colocado un dispositivo lector de código en la
carcasa del aparato de medida de tal manera que pueda leer un código
dispuesto en la casete al introducir esta casete en el
compartimiento de la carcasa. El dispositivo lector puede estar
formado, por ejemplo, por un lector de código de barras. Este
aparato de medida trabaja con una tira de ensayo calibrada, pero sin
mejorar la precisión de medida.
El cometido de la invención consiste en
desarrollar un procedimiento para mejorar la precisión de medida en
sensores, especialmente biosensores, que emplean radiación de
fluorescencia para la determinación de las señales, constituidos por
un guiaondas con al menos una superficie de propagación de las ondas
en calidad de sistema de ensayo que contiene un reactivo que consta
de una especie de molécula que está fijada a una sustancia analítica
dentro de un medio de ensayo, y de un material de referencia
fluorescente, transmitiendo el guiaondas, al recibir una señal de
entrada de radiación, una señal de radiación de emisión de salida,
en cuyo procedimiento se reduzca el coste de fabricación y se puedan
fabricar los sensores con precisión de medida mejorada.
Según la invención, el problema se resuelve por
el hecho de que
- -
- en cada sensor de una tanda de sensores se aplica como material de referencia una tira estándar de fluorescencia, estando ésta dispuesta en el sensor junto al sistema de ensayo o bien separada espacialmente de éste;
- -
- a continuación, se gradúa la señal de fluorescencia (I_{FS}) por medio de un fluorímetro de proceso para cada tira estándar de fluorescencia aplicada (FS) de la tanda de sensores y se forma para cada sensor un factor de corrección (\alpha) de la señal de fluorescencia (I_{FS}), referido a un valor nominal de tanda (I_{0})
\alpha =
\frac{I_{FS}}{I_{O}}
- -
- se escribe el valor de corrección interno \alpha del sensor sobre un soporte de datos que se aplica a cada sensor, o bien se deposita dicho valor en un banco de datos correspondiente;
- -
- a continuación, se realiza una calibración del sistema de ensayo, tomándose, como muestra aleatoria, sensores de la tanda de sensores y graduándose éstos con calibradores de concentraciones de analito conocidas para establecer la dependencia de las señales de fluorescencia respecto de la concentración de analito para cada ensayo;
- -
- seguidamente, se lee el valor de corrección \alpha en cada soporte de datos de los sensores o bien se toma dicho valor del banco de datos y se forma una relación \beta de las intensidades de fluorescencia entre la del sistema de ensayo (J_{ensayo}) y la de la tira estándar de fluorescencia (J_{FS}) según
\beta =
\alpha\cdot
\frac{J_{ensayo}}{J_{FS}}
- -
- se establece una curva de calibrado del sensor a partir de las relaciones \beta para las distintas concentraciones de analito de cada sensor individual de la tanda de sensores y se aplica dicha curva al sensor como información o bien se la ingresa por lectura en el banco de datos;
- -
- para medir una concentración de analito (c) de una muestra desconocida se ponen en relación las señales de fluorescencia medidas del sistema de ensayo (J'_{ensayo}) y las tiras estándar de fluorescencia (J'_{FS}) del sensor y se multiplica dicha relación por el valor de corrección \alpha del sensor para obtener la relación \beta, a fin de determinar la concentración de analito (c) de la muestra desconocida a partir de la magnitud \beta y de la curva de calibrado (f(c)) agregada al sensor y específica de la tanda.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle haciendo referencia a un ejemplo de ejecución. Muestran:
la figura 1, una representación esquemática de la
determinación del valor de corrección \alpha,
la figura 2, una representación esquemática del
calibrado del sistema de ensayo,
la figura 3, una representación esquemática de
una medición de una muestra y
la figura 4, una curva de calibrado de un
sensor.
Un sensor consta de un guiaondas con al menos una
superficie de propagación de las ondas en calidad de sistema de
ensayo que contiene un reactivo que consta de una especie de
molécula que está fijada a una sustancia analítica dentro de un
medio de ensayo, y de un material de referencia fluorescente,
transmitiendo el guiaondas, al recibir una señal de entrada de
radiación, una señal de radiación de emisión de salida.
En la producción de una tanda de sensores se
aplica sobre la superficie de medida o sobre una posición
espacialmente separada de ella, aparte de los reactivos para los
sistemas de ensayo, una tira estándar de fluorescencia FS en
calidad de material de referencia fluorescente. A continuación, se
gradúan las tiras estándar de fluorescencia FS de todos los
sensores de una tanda con un fluorímetro de proceso de alta
precisión y se forma un factor de corrección \alpha, según la
figura 1, individual para cada sensor, a cuyo fin se refiere la
señal de fluorescencia I_{FS} de la tira estándar de
fluorescencia FS al valor nominal de tanda I_{0}. Seguidamente, se
escribe el valor de corrección interno \alpha del sensor sobre un
soporte de datos que se aplica a cada sensor, o bien se archiva
dicho valor en un banco de datos correspondiente. A continuación,
como muestra la figura 2, se realiza un calibrado del sistema de
ensayo, tomándose, como muestra aleatoria, sensores de la tanda de
sensores y graduándose éstos con calibradores de concentraciones de
analito conocidas para establecer la dependencia de las señales de
fluorescencia J_{FS} respecto de la concentración de analito C
para cada sistema de ensayo J_{ensayo}. Seguidamente, se lee el
valor de corrección \alpha en el soporte de datos de cada sensor
o se toma dicho valor del banco de datos y se forma una relación
\beta de las intensidades de fluorescencia entre la del sistema de
ensayo J_{ensayo} y la de la tira estándar de fluorescencia
J_{FS}. A partir de las relaciones \beta para las distintas
concentraciones de analito de cada sensor individual de la tanda de
sensores se establece una curva de calibrado f(c), figura 4,
y se aplica esta curva al sensor como información o bien se la
ingresa por lectura en el banco de datos. En el análisis de material
de muestras, figura 3, cuya concentración de analito desconocida C
ha de ser medida, se lee durante la medición, por parte del
usuario, el valor de corrección \alpha específico del sensor en el
soporte de datos propio del sensor o bien se toma dicho valor del
sensor. Las señales de fluorescencia medidas de los sistemas de
ensayo J'_{ensayo} y las tiras estándar de fluorescencia J'_{FS}
se ponen en relación y se multiplican por el valor de corrección
\alpha del sensor, con lo que se obtiene la relación \beta. A
partir de la magnitud \beta y la curva de calibrado f(c),
figura 4, agregada al sensor y específica de la tanda, se determina
a continuación la concentración de analito C de la muestra
desconocida.
Claims (1)
1. Procedimiento para mejorar la precisión de
medida en sensores, especialmente biosensores, que emplean radiación
de fluorescencia para determinar las señales, consistentes en un
guiaondas con al menos una superficie de propagación de las ondas en
calidad de sistema de ensayo que contiene un reactivo que consta de
una especie de molécula que está fijada a una sustancia analítica
dentro de un medio de ensayo, y de un material de referencia
fluorescente que se emplea para el calibrado, transmitiendo el
guiaondas, al recibir una señal de entrada de radiación, una señal
de radiación de emisión de salida, caracterizado porque
- -
- en cada sensor de una tanda de sensores se aplica como material de referencia una tira estándar de fluorescencia, estando ésta dispuesta en el sensor junto al sistema de ensayo o bien separada espacialmente de éste;
- -
- a continuación, se gradúa la señal de fluorescencia (I_{FS}) por medio de un fluorímetro de proceso para cada tira estándar de fluorescencia aplicada (FS) de la tanda de sensores y se forma para cada sensor un factor de corrección \alpha de la señal de fluorescencia (I_{FS}), referido a un valor nominal de tanda (I_{0})
\alpha =
\frac{I_{FS}}{I_{O}}
- -
- se escribe el valor de corrección interno \alpha del sensor sobre un soporte de datos que se aplica a cada sensor, o bien se deposita dicho valor en un banco de datos correspondiente;
- -
- a continuación, se realiza una calibración del sistema de ensayo, tomándose, como muestra aleatoria, sensores de la tanda de sensores y graduándose éstos con calibradores de concentraciones de analito conocidas para establecer la dependencia de las señales de fluorescencias (J_{FS}) respecto de la concentración de analito para cada sistema de ensayo (J_{ensayo});
- -
- seguidamente, se lee el valor de corrección \alpha en el soporte de datos del sensor o bien se toma dicho valor del banco de datos y se forma una relación \beta de las intensidades de fluorescencia entre la del sistema de ensayo (J_{ensayo}) y la de la tira estándar de fluorescencia (J_{FS}) según
\beta =
\alpha\cdot
\frac{J_{ensayo}}{J_{FS}}
- -
- se establece una curva de calibrado (f(c)) del sensor a partir de las relaciones \beta para las distintas concentraciones de analito de cada sensor individual de la tanda de sensores y se aplica dicha curva al sensor como información o bien se la ingresa por lectura en el banco de datos; y
- -
- para medir una concentración de analito (c) de una muestra desconocida se ponen en relación las señales de fluorescencia medidas del sistema de ensayo (J'_{ensayo}) y las tiras estándar de fluorescencia (J'_{FS}) del sensor y se multiplica dicha relación por el valor de corrección \alpha del sensor para obtener la relación \beta, a fin de determinar la concentración de analito (c) de la muestra desconocida a partir de la magnitud \beta y de la curva de calibrado (f(c)) agregada al sensor y específica de la tanda.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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