ES2255861B1 - Dispositivos y procedimientos para la medida del contenido de etanol en sangre. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a procedimientos y dispositivos constituidos por biosensores amperométricos bienzimáticos de grafito y teflón para la determinación del contenido de etanol en sangre, directamente y mediante la medida de la intensidad de corriente generada por el contenido de etanol en sudor.
Description
Dispositivos y procedimientos para la medida del
contenido de etanol en sangre.
Uno de los objetos de la presente invención
consiste en un procedimiento para la determinación de etanol en
sangre mediante la medida de la señal amperométrica obtenida de la
monitorización de etanol en sudor.
Dicho procedimiento se caracteriza por emplear
un dispositivo (Diseño 1), constituido por un sistema sensor
formado por un electrodo bienzimático de grafito y Teflón como
electrodo de trabajo, un electrodo de referencia de Ag/AgCl y un
electrodo auxiliar de Pt. Estos electrodos están sumergidos en una
disolución de medida separada de la piel por una membrana no
permeable a agua y permeable a etanol, según el esquema de la
figura 1.
Las medidas de etanol en sudor con este sensor
se llevan a cabo mediante amperometría, midiendo la corriente a un
potencial constante de 0.0 V frente a Ag/AgCl, directamente en el
sudor a través la piel. La medida se puede realizar de forma
puntual, monitorizando la corriente generada a un tiempo prefijado,
o de forma continua.
La conversión de la corriente medida en el sudor
en concentración de etanol en sangre se realiza a través de un
calibrado, previamente determinado experimentalmente de coeficiente
de correlación 0.92.
Un segundo objeto de la presente invención es un
procedimiento para la determinación directa de etanol en sangre. El
procedimiento se caracteriza por emplear biosensores bienzimáticos
rígidos de grafito y Teflón sensibles a la concentración de etanol.
Este procedimiento puede llevarse a cabo con dos dispositivos
distintos:
Dispositivo Diseño 2: Célula
electroquímica formada por el biosensor electroquímico de etanol,
un electrodo de referencia y un electrodo auxiliar comerciales,
sumergidos en una disolución de medida, según el esquema de la
figura 2.
Dispositivo Diseño 3: La célula
electroquímica está constituida por un sistema integrado formado
por el biosensor bienzimático de grafito y Teflón, un electrodo de
referencia de Ag/AgCl y un electrodo auxiliar de Pt, sumergidos en
una disolución de medida, según el esquema de la figura 3.
La determinación de etanol en sangre se puede
realizar de dos maneras diferentes: a) mediante calibrado externo y
b) empleando el método de adiciones estándar.
La presente invención se circunscribe en el
ámbito de elementos de medida (sensores) para determinar el
contenido de etanol en sangre a través de su medida en sudor
dispositivo Diseño 1 y directamente en sangre, dispositivos Diseños
2 y 3.
En general los equipos alternativos disponibles
en el mercado y diseñados para medida de etanol en sangre no se
basan en reacciones de tipo enzimático, son de mayores dimensiones
que los dispositivos objeto de la invención aquí presentada,
necesitan condiciones especiales de instalación, operación y
mantenimiento y generan resultados tras un tiempo comparativamente
largo.
Los dispositivos objeto de la presente invención
son de muy pequeñas dimensiones, ligeros, no requieren condiciones
especiales de instalación, operación y mantenimiento, detectan, a
bajo coste, concentraciones de etanol en sangre en un tiempo
inferior a los diez minutos después de la primera ingestión de
etanol por parte del sujeto y generan datos puntuales y/o en
continuo de alta precisión, en tiempo
real.
real.
El sistema objeto de la invención está basado en
el uso de procesos bienzimáticos adaptados al etanol, que no
generan otras reacciones simultáneas en la muestra y en el uso de
un elemento microelectrónico que incorporando un potenciostato mide
en tiempo real, los niveles de corriente asociados a la cantidad de
etanol medida.
De esta forma se sustituyen sistemas más lentos
y costosos de medida mediante los dispositivos objeto de esta
invención, precisos, novedosos y rápidos en la generación de
resultados.
Artículos de interés relacionados con el objeto
de la invención y que reflejan el estado de la técnica son los
divulgados en las siguientes publicaciones.
Graphite-Teflon composite
bienzyme amperometric biosensors for monitoring of etanols,
Guzmán-Vázquez de Prada, N. Peña,
M.L. Mena, A.J. Reviejo and J.M. Pingarrón,
Biosensors and Bioelectronic, 18 (2003)
1279-1288.
Amperometric multidetection with composite
enzyme electrodes, A. Guzmán-Vázquez de
Prada, N. Peña, C. Parrado, A.J. Reviejo
and J.M. Pingarrón, Talanta (2004) A62,
896-903.
El objeto de la presente invención son los
procedimientos y dispositivos mencionados para la medida de etanol
en sangre bien de forma directa o mediante su correlación con la
señal generada por el contenido de etanol en sudor.
Los dispositivos basados en el empleo de un
biosensor amperométrico bienzimático de grafito y teflón para la
medida de etanol, pueden realizar la medida directamente en sangre
o correlacionar la corriente amperométrica, a un potencial aplicado
de 0.0 Voltios, generada por el etanol en sudor con su contenido en
sangre.
El rango lineal en el que se puede llevar a cabo
la determinación de etanol en sangre mediante su medida en sudor
es de 0,0005 a 0,6 gramos/litro. El dispositivo permite medir a
partir de cinco minutos de la primera ingesta.
Los dispositivos diseñados para la medida
directa de etanol en sangre, permiten la determinación en un
intervalo de linealidad entre 0,0005 - 0,14 gramos/litro en la
disolución de medida.
El dispositivo para la determinación de etanol
en sangre mediante las medidas de etanol en sudor incorpora una
membrana hidrofóbica permeable al etanol, de porosidad entre 0.30 a
6 micrómetros, que permite el paso del etanol a la disolución de
medida y la separa de la piel.
El proceso bienzimático que permite la
determinación de etanol en sangre, así como la reacción electródica
que da lugar a la corriente medida se describen en la figura 4.
La microelectrónica del dispositivo permite
correlacionar las corrientes obtenidas en los electrodos con la
concentración de etanol en sangre, mediante la incorporación de la
calibración obtenida experimentalmente.
La invención es de interés por su bajo coste y
también por su fácil integración en otros procedimientos de
medición y control.
La presente invención se refiere también a un
procedimiento para la determinación directa de etanol en
sangre.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de sus características, se acompaña a la presente
memoria descriptiva, unas figuras que de forma ilustrativa y no
limitativa, se representan los detalles más significativos de la
invención.
Figura 1: Dispositivo Diseño 1 que comprende una
célula electroquímica formada por: A Electrodo de referencia, B;
Biosensor de etanol, C Electrodo auxiliar, D, Disolución de medida
constituida por una disolución reguladora de fosfato de pH entre 6
y 8, E membrana permeable a etanol; L, longitud del dispositivo de
5 a 10 mm; H altura del dispositivo de 3 a 10 mm.
Figura 2: Dispositivo Diseño 2 que comprende
célula electroquímica formada por A1 un electrodo de referencia
comercial; B1 biosensor electroquímico de etanol; C1 un electrodo
auxiliar comercial; sumergidos en D1 una disolución de medida
reguladora de fosfato de pH entre 6 y 8.
Figura 3: Dispositivo Diseño 3 que comprende B2
un electrodo bienzimático de grafito y Teflón, A2 un electrodo de
referencia de Ag/AgCl y C2 un electrodo auxiliar de Pt, sumergidos
en D2 una disolución de medida reguladora de fosfato de pH entre 6
y 8.
Figura 4: Reacciones enzimáticas y electródica
que tienen lugar en los dispositivos objeto de esta invención.
A la vista de las figura 1, se puede describir
un modo de realización preferente de la invención propuesta.
En el procedimiento y dispositivo
correspondiente al biosensor amperométrico bienzimático de grafito
y teflón para la medida de etanol en sangre a partir de la señal
obtenida por su contenido en sudor objeto de la invención de la
figura 1, intervienen, una membrana de longitud L en contacto
directo con la piel que permite el paso del etanol en el sudor a la
disolución de medida. Produciéndose a continuación las reacciones
descritas en la figura 4 que generan las corrientes medidas.
La corriente generada por reacción enzimática a
un potencial aplicado de 0.0 Voltios permite correlacionar esta
señal con la concentración de etanol en sangre a través de un
calibrado previamente establecido de forma experimental con un
coeficiente de correlación de 0,92.
No altera la esencialidad de esta invención
variaciones cualesquiera en materiales, forma, tamaño y disposición
de los elementos componentes, descritos de manera no limitativa,
bastando ésta descripción para su reproducción por un experto.
Claims (3)
1. Dispositivo para la medida de etanol en
sangre, mediante la medida de la intensidad de corriente generada
por el etanol presente en el sudor, caracterizado por:
- a.
- estar constituida por una célula que contiene una disolución de medida, en la que están sumergidos un biosensor para etanol y los electrodos auxiliar y de referencia,
- b.
- porque la disolución de medida se retiene mediante una membrana hidrofóbica permeable a etanol.
2. Procedimiento para la medida de etanol en
sangre según la reivindicación 1, caracterizado por
correlacionar la corriente generada sobre el dispositivo en
contacto con el sudor y la concentración de etanol en sangre
3. Procedimiento para la medida directa de
etanol en sangre utilizando el dispositivo según la reivindicación
1, caracterizado por la adición de una gota de sangre a
dicho dispositivo.
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Legal Events
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20060701 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2255861B1 Country of ref document: ES |
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| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20080526 |