ES2320871T3 - Aparato de medicion con un biosensor. - Google Patents
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Abstract
Biosensor que comprende: una primera placa de base aislante (22) que comprende un primer electrodo (23) dispuesto en la misma, y una segunda placa de base aislante (24) que comprende un segundo electrodo (25) dispuesto en la misma, ocupando dicho primer y dicho segundo electrodos posiciones opuestas entre sí; y un primer conductor (230) dispuesto en dicha primera placa de base y conectado a dicho primer electrodo y un segundo conductor (250) dispuesto en dicha segunda placa de base y conectado a dicho segundo electrodo; en el que dicha primera placa de base comprende una primera parte de extensión (220) que se extiende en la dirección de la longitud de dicha primera placa de base desde una posición correspondiente a un extremo de dicha segunda placa de base en su dirección de longitud, y presenta por lo menos una parte de dicho primer conductor expuesta al exterior, y en el que segunda placa de base comprende una segunda parte de extensión (240) que se extiende en una dirección de la anchura de dicha segunda placa de base desde una posición correspondiente a un extremo de dicha primera placa de base en su dirección de anchura, y presenta por lo menos una parte de dicho segundo conductor expuesta al exterior.
Description
Aparato de medición con un biosensor.
La presente invención se refiere a un biosensor
y un aparato de medición para un biosensor operativo para
cuantificar o detectar la presencia de un sustrato contenido en una
solución de muestra.
Un biosensor es un tipo de sensor que utiliza,
para un dispositivo de diferenciación molecular, elementos
biológicos fundamentales, tales como microbios, enzimas,
anticuerpos, ácidos desoxirribonucleicos (ADN) y ácidos
ribonucleicos (ARN). Más particularmente, un biosensor puede
cuantificar o detectar la presencia de un sustrato contenido en una
solución de muestra, utilizando una reacción generada cuando un
elemento biológico fundamental reconoce o entra en contacto con el
sustrato. Dicha reacción puede consistir, por ejemplo, en el
consumo de oxígeno por la respiración microbiana, la emisión de luz
o una reacción enzimática.
Entre los diversos biosensores, la
comercialización de sensores enzimáticos, que cuantifican o detectan
la presencia de sustratos utilizando una enzima y la reacción de
dicha enzima con un sustrato de destino, ha hecho progresos. Por
ejemplo, los sensores enzimáticos que se utilizan para sustratos de
destino tales como la glucosa, el ácido láctico, el colesterol y
los aminoácidos reciben, por ejemplo, las denominaciones de sensor
de glucosa, sensor de colesterol y así sucesivamente, basadas en los
nombres de los sustratos de destino, y se utilizan para realizar
mediciones en el campo de la medicina, la industria alimentaria,
etc.
Según un sistema de medición en el que se
utiliza dicho sensor enzimático, los electrones generados, por
ejemplo, mediante la reacción de cierto material (sustrato)
contenido en una solución de muestra con una enzima, por ejemplo,
reducen un mediador electrónico. La cantidad de reducción del
mediador electrónico se mide electroquímicamente, lo cual a su vez
permite cuantificar el sustrato contenido en la solución de
muestra.
Una de las prestaciones que se requiere de dicho
biosensor es la capacidad de realizar la medición con alta
precisión aunque la solución de muestra esté presente en cantidad de
traza. Por ejemplo, cuando un paciente de diabetes utiliza un
sensor de glucosa, la solución de muestra a menudo es sangre
extraída del paciente. Para reducir las molestias causadas al
paciente, es deseable que la cantidad de sangre que se extrae sea lo
más pequeña posible.
Por lo tanto, como biosensor dotado de la
capacidad de realizar mediciones aunque la solución de muestra esté
presente en cantidad de traza, se propone utilizar un biosensor de
electrodos opuestos, tal como el que se da a conocer en la
publicación de patente japonesa abierta a inspección pública nº Hei
11-352093. En dicho biosensor propuesto, un
electrodo de trabajo situado sobre una placa de base para el
electrodo de trabajo y un contra electrodo situado sobre una placa
de base para el contra electrodo están dispuestos en posiciones
opuestas y separadas entre sí por un espacio, en el cual se deposita
la solución de muestra. En consecuencia, cuando se aplica un
voltaje entre el electrodo de trabajo y el contra electrodo una vez
que se ha depositado la solución de muestra en el espacio, se
establece una transferencia adecuada de cargas entre el electrodo
de trabajo y el contra electrodo. Por lo tanto, es posible realizar
una medición de gran precisión aunque la solución de muestra esté
disponible en cantidad de
traza.
traza.
El documento EP 1 304 566 A1 (WO 02/008743) se
refiere a un biosensor que requiere una cantidad pequeña de muestra
para realizar la medición. El biosensor comprende una primera placa
de base aislante que presenta un electrodo de trabajo, una segunda
placa de base aislante que presenta un contra electrodo opuesto al
electrodo de trabajo, una capa de reactivo que comprende por lo
menos una oxidorreductasa, y una vía de provisión de muestras
formada entre la primera y la segunda placas de base aislantes, en
el que el electrodo de trabajo, el contra electrodo y la capa de
reactivo están expuestos a la parte interna de la vía de provisión
de muestras, y en el que la distancia entre el electrodo de trabajo
y el contra electrodo es de 150 \mum o menos.
El documento WO 01/33216 A1 da a conocer un
sensor que comprende un electrodo de trabajo y un contra electrodo
y puede comprender un sistema de seguimiento de supervisión de la
inserción para determinar la correcta colocación del sensor en un
conector.
El documento EP 0 964 059 A2 da a conocer un
biosensor que comprende una placa de base para electrodo de trabajo,
una placa de base para contra electrodo y una capa de reactivo que
contiene por lo menos una enzima y un mediador electrónico, en el
que se dispone un electrodo de trabajo sobre la placa de base para
electrodo de trabajo y un contra electrodo sobre la placa de base
para contra electrodo en posiciones mutuamente opuestas, y en el
que es posible poner en contacto un terminal de un dispositivo de
medición con los terminales de ambos electrodos a través de
orificios de paso.
El documento WO 02/00918 A2 da a conocer un
biosensor para la determinación de sustancias en los fluidos
corporales, en particular, en la sangre, que comprende una placa de
apoyo de dos piezas, representadas por una pieza superior y una
pieza inferior, y una capa intermedia dispuesta entre la pieza
superior y la pieza inferior provista de una abertura. La pieza
superior, la pieza inferior y la abertura forman un canal capilar,
que se extiende desde una abertura de la cubierta situada en el
borde del biosensor hasta un orificio para ventilación situado en
la pieza superior o en la pieza inferior. Están previstos unos
electrodos que, junto con una sustancia que contiene enzimas,
permiten la medición electroquímica de sustancias que se encuentran
en los fluidos corporales.
No obstante, el biosensor de electrodos opuestos
presenta terminales de conexión eléctrica (que se conectan
eléctricamente a una fuente de alimentación de excitación de un
aparato de medición para un biosensor cuando se inserta o monta el
sensor en el aparato) situados en el lado superior o el lado
inferior de un par de placas de base, respectivamente, sin ningún
diseño específico. En consecuencia, resultará difícil para el
usuario diferenciar (por ejemplo, visualmente) entre el lado
superior y el lado inferior del biosensor. Entonces, cabe la
posibilidad de que el usuario inserte el biosensor boca abajo,
cometiendo un error de correspondencia de lado superior y lado
inferior del biosensor con respecto al aparato. Con dicha inserción
errónea del biosensor, no es de esperar que el funcionamiento sea
correcto.
Asimismo, es deseable tener la capacidad de
utilizar un aparato de medición para medir biosensores
correspondientes a una pluralidad de sustratos de destino, de una
manera conveniente y sin provocar inserciones erróneas de los
biosensores. No obstante, este objetivo no puede alcanzarse con un
biosensor convencional o la combinación de un biosensor
convencional y un aparato de medición convencional para un
biosensor.
Por consiguiente, uno de los objetivos de la
presente invención consiste en proporcionar un biosensor y un
aparato de medición para un biosensor, con los cuales puede evitarse
que el usuario inserte erróneamente el biosensor dentro del aparato
de medición.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en proporcionar un aparato de medición para un biosensor, cuyo
manejo resulte conveniente para medir una pluralidad de biosensores
correspondientes a una pluralidad de sustratos de destino, sin
provocar la inserción errónea de los biosensores.
Para resolver los problemas descritos
anteriormente y alcanzar los objetivos indicados, un biosensor según
un primer aspecto de la presente invención comprende: una primera
placa de base aislante que comprende un primer electrodo y una
segunda placa de base aislante que comprende un segundo electrodo,
ocupando el primer y el segundo electrodo posiciones opuestas entre
sí; y un primer conductor dispuesto sobre la primera placa de base
y conectado al primer electrodo, y un segundo conductor dispuesto
sobre la segunda placa de base y conectado al segundo electrodo, y
se caracteriza porque la primera placa de base comprende una primera
parte de extensión que se extiende en la dirección de la longitud
de la primera placa de base desde una posición correspondiente a un
extremo de la segunda placa de base en su dirección de longitud, y
presenta por lo menos una parte del primer conductor expuesta al
exterior, y porque la segunda placa de base comprende una segunda
parte de extensión que se extiende en la dirección de la anchura de
la segunda placa de base desde una posición correspondiente a un
extremo de la primera placa de base en su dirección de anchura, y
presenta por lo menos una parte del segundo conductor expuesta
al
exterior.
exterior.
Una de las ventajas de dicho biosensor es que
permite evitar de una manera fácil que el usuario inserte
erróneamente el biosensor en un aparato de medición.
Asimismo, dicho biosensor puede estar
estructurado de tal forma que la segunda placa de base comprende dos
de las segundas partes de extensión, una de las cuales se extiende
en la dirección de la anchura de la segunda placa de base desde la
posición correspondiente al extremo de la primera placa de base en
su dirección de anchura, y la otra se extiende en la dirección de
la anchura de la segunda placa de base desde otra posición
correspondiente a otro extremo de la primera placa de base en su
dirección de anchura.
El biosensor que presenta dicha estructura es
ventajoso en la medida en que la segunda placa de base puede estar
provista de unas partes de extensión que se extienden en ambas
direcciones de la anchura, para que de esta forma ambos lados del
biosensor estén bien equilibrados mecánicamente con respecto a la
línea central en la dirección de la longitud del biosensor.
El biosensor puede comprender asimismo: una vía
de suministro de soluciones de muestra para proveer una solución de
muestra que contiene una pluralidad de sustratos, de tal manera que
la solución de muestra entra en contacto con el primer electrodo y
el segundo electrodo; y una capa de reactivo que puede reaccionar
con por lo menos un sustrato específico de la pluralidad de
sustratos, y se caracteriza porque la primera placa de base o la
segunda placa de base presentan una forma que comprende una parte
común y una parte no común, presentando la parte no común una forma
específica correspondiente al sustrato específico. Dicho biosensor
puede adaptarse convenientemente a un sustrato de destino y puede
adaptarse convenientemente a un aparato de medición para medir una
pluralidad de biosensores correspondientes a una pluralidad de
sustratos de destino sin provocar ningún error operativo.
Además, el biosensor puede estar estructurado de
tal manera que la primera parte de extensión de la primera placa de
base o la segunda parte de extensión de la segunda placa de base
están situadas en una posición específica (de la primera placa de
base o la segunda placa de base) correspondiente al sustrato
específico. Por ejemplo, el biosensor puede presentar una
estructura en la que la posición específica de la segunda parte de
extensión de la segunda placa de base es la posición de la
izquierda o la posición de la derecha, correspondiente al sustrato
específico, en la dirección de la longitud de la segunda placa de
base, es decir, con respecto a la línea central de la segunda placa
de base en su dirección de longitud.
Mediante dicha estructura, el biosensor puede
adaptarse convenientemente a un sustrato de destino.
Además, en el biosensor, puede seleccionarse la
glucosa y el ácido láctico como constituyentes de la pluralidad de
sustratos. De este modo, el biosensor puede adaptarse
convenientemente a la medición de la glucosa y la medición del
ácido láctico que son las más preferidas por los usuarios de los
biosensores.
Un aparato de medición para un biosensor según
otro aspecto de la presente invención comprende una parte de
montaje de sensor donde se monta el biosensor, y se caracteriza
porque la parte de montaje de sensor comprende partes segmentadas
dispuestas respectivamente en posiciones correspondientes a la parte
común y la parte no común de la primera placa de base o la segunda
placa de base, y porque, cuando se monta el biosensor en la parte
de montaje de sensor, el sustrato específico del biosensor se
diferencia por medio de la posición de la parte segmentada de la
parte de montaje de sensor correspondiente a la parte no común de la
primera placa de base o la segunda placa de base.
El aparato de medición puede estar estructurado
asimismo de tal forma que la parte de montaje de sensor comprende
un espacio de instalación íntegra donde se instalará el sensor,
comprendiendo dicho espacio: una primera zona correspondiente a la
parte común de la forma de la primera placa de base o la segunda
placa de base, y una segunda zona correspondiente a la parte no
común de la forma de la primera placa de base o la segunda placa de
base.
El aparato de medición también puede estar
estructurado de tal forma que comprende asimismo: un primer terminal
de conexión eléctrica para entrar en contacto con la primera zona
del espacio de instalación íntegra; y una pluralidad de segundos
terminales de conexión eléctrica situados para entrar en contacto
con la segunda zona del espacio de instalación íntegra, y se
caracteriza porque, cuando se monta el biosensor en la parte de
montaje de sensor, el primero o el segundo conductor se conecta al
primer terminal de conexión eléctrica, y el otro de dichos dos
conductores se conecta a uno de los segundos terminales de conexión
eléctrica de la pluralidad, y porque el sustrato específico del
biosensor se diferencia por medio del segundo terminal de conexión
eléctrica de la pluralidad con el cual se ha conectado el otro de
dichos dos conductores.
Una ventaja de estos aparatos de medición es que
un aparato de medición individual puede adaptarse para medir una
pluralidad de biosensores diferentes que comprenden,
respectivamente, sustratos específicos o diferentes, sin provocar
ningún error operativo.
Un aparato de medición para un biosensor, según
otro aspecto de la presente invención, comprende una parte de
montaje de sensor para montar un biosensor que comprende una primera
placa de base y una segunda placa de base, y se caracteriza porque
la parte de montaje de sensor comprende: una primera parte
segmentada de montaje para el sensor correspondiente a la primera
placa de base del biosensor y una segunda parte segmentada de
montaje para el sensor correspondiente a la segunda placa de base
del biosensor, y porque la primera parte segmentada de montaje para
el sensor presenta una anchura diferente a la de la segunda parte
segmentada de montaje para el sensor.
El aparato de medición puede estar estructurado
asimismo de tal forma que la primera placa de base del biosensor
comprende un primer electrodo y un primer conductor, estando
conectado el primer conductor al primer electrodo, la segunda placa
de base comprende un segundo electrodo y un segundo conductor,
estando conectado el segundo conector al segundo electrodo; y el
primer y el segundo electrodos ocupan posiciones opuestas entre sí,
y se caracteriza porque la primera placa de base comprende una
primera parte de extensión que se extiende en la dirección de la
longitud de la primera placa de base desde una posición
correspondiente a un extremo de la segunda placa de base en su
dirección de longitud, y presenta por lo menos una parte del primer
conductor expuesta al exterior, y porque la segunda placa de base
comprende una segunda parte de extensión que se extiende en la
dirección de la anchura de la segunda placa de base desde una
posición correspondiente a un extremo de la primera placa de base
en su dirección de anchura, y presenta por lo menos una parte del
segundo conductor expuesta al exterior.
Una ventaja de dichos aparatos de medición es
que permite prevenir que el usuario inserte erróneamente el
biosensor en el aparato de medición.
Dichos aparatos de medición también pueden estar
estructurados de tal manera que comprenden además: un primer
terminal de conexión eléctrica que se conectará con la parte
expuesta del primer conductor, y un segundo terminal de conexión
eléctrica que se conectará con la parte expuesta del segundo
conductor del biosensor cuando se monte el biosensor en la parte de
montaje de sensor, y una fuente de alimentación de excitación
acoplada al primer y al segundo terminales de conexión eléctrica
para aplicar un voltaje al primer y al segundo electrodos del
biosensor a través del primer y el segundo terminales de conexión
eléctrica.
Una ventaja de dicha estructura del aparato de
medición es que el voltaje necesario para la medición puede
aplicarse convenientemente a una solución de muestra del biosensor
que comprende un sustrato de destino.
Asimismo, dicho aparato de medición puede estar
estructurado de tal forma que comprende además: un procesador de
señales que se va a acoplar funcionalmente al primer electrodo y el
segundo electrodo del biosensor para realizar un procesamiento de
cálculo con un valor de la corriente eléctrica que fluye en el
primer electrodo y el segundo electrodo, generándose de ese modo un
valor calculado; y una unidad de salida acoplada funcionalmente al
procesador de señales para suministrar el valor calculado mediante
los cálculos del procesador de señales; y cuando se provee al
biosensor una solución de muestra que contiene el sustrato, y el
biosensor se monta en la parte de montaje de sensor, calcular de
ese modo la cantidad del sustrato por medio del procesamiento de
cálculo del procesador de señales, siendo finalmente transmitido
dicho valor calculado a la unidad de salida.
Una ventaja del aparato de medición que presenta
dicha estructura es que el cálculo de la cantidad del sustrato de
destino del biosensor, así como el suministro (presentación) del
valor calculado, puede realizarse de una manera que resulta
conveniente.
El aparato de medición también puede estar
estructurado de tal forma que comprende además un elemento de
expulsión del sensor dispuesto en la parte de montaje de sensor,
que es operativo para expulsar el biosensor fuera de la parte de
montaje de sensor, aplicando a este una fuerza de expulsión.
Dicho aparato de medición puede estar
estructurado además de tal forma que la fuerza de expulsión aplicada
por el elemento de expulsión se ejerce en el punto de contacto
entre el elemento de expulsión y la segunda parte de extensión del
biosensor.
Una ventaja de dichos aparatos de medición es
que el biosensor montado en la parte de montaje de sensor puede
expulsarse convenientemente hacia afuera de la parte de montaje de
sensor o el aparato de medición.
Aunque las características novedosas de la
presente invención se exponen particularmente en las
reivindicaciones adjuntas, la presente invención, tanto en lo
referente a la organización como al contenido, se comprenderá y
valorará mejor, junto con otros objetivos y características de la
misma, a partir de la siguiente descripción detallada considerada
conjuntamente con los dibujos.
La figura 1A es una vista oblicua esquemática de
un sistema de biosensor según el modo 1 de la forma de realización
de la presente invención.
La figura 1B es una vista esquemática,
parcialmente ampliada, de una parte de la figura 1A rodeada por un
círculo de línea discontinua B, que es la parte de montaje de sensor
30 del aparato de medición 3, vista en la dirección de la flecha
DR0.
La figura 1C es una vista oblicua esquemática,
parcialmente ampliada, de una parte de la figura 1A rodeada por un
círculo de línea discontinua C, que es una parte terminal del
biosensor 2.
La figura 2A es una vista explosionada oblicua
esquemática de un biosensor según el modo 1 de la forma de
realización de la presente invención.
La figura 2B es una vista oblicua esquemática
del biosensor según el modo 1 de la forma de realización de la
presente invención.
La figura 3A es una vista terminal esquemática
del biosensor según el modo 1 de la forma de realización de la
presente invención.
La figura 3B es una vista lateral esquemática
del biosensor según el modo 1 de la forma de realización de la
presente invención.
La figura 3C es una vista en planta desde arriba
esquemática del biosensor según el modo 1 de la forma de
realización de la presente invención.
La figura 4 es un diagrama de bloques
esquemático, que representa un ejemplo de conexión de un biosensor
con un aparato de medición (sistema de biosensor) según el modo 1
de la forma de realización de la presente invención.
La figura 5A es una vista oblicua esquemática de
un sistema de biosensor según el modo 2 de la forma de realización
de la presente invención.
La figura 5B es una vista esquemática,
parcialmente ampliada, de una parte de la figura 5A rodeada por un
círculo de línea discontinua B, que es la parte de montaje de sensor
70 del aparato de medición 7, vista en la dirección de la flecha
DR5.
La figura 6A es una vista oblicua explosionada
esquemática de un biosensor según el modo 2 de la forma de
realización de la presente invención.
La figura 6B es una vista oblicua esquemática
del biosensor según el modo 2 de la forma de realización de la
presente invención.
La figura 7A es una vista oblicua explosionada
esquemática de otro biosensor según el modo 2 de la forma de
realización de la presente invención.
La figura 7B es una vista oblicua esquemática
del otro biosensor según el modo 2 de la forma de realización de la
presente invención.
La figura 8A es un diagrama de bloques
esquemático, que representa un ejemplo de conexión de un biosensor
con un aparato de medición (sistema de biosensor) según el modo 2 de
la forma de realización de la presente invención.
La figura 8B es un diagrama de bloques
esquemático, que representa otro ejemplo de conexión de un biosensor
con un aparato de medición (sistema de biosensor) según el modo 2
de la forma de realización de la presente invención.
La figura 9 es una vista oblicua esquemática de
un ejemplo de sistema de biosensor según la presente invención, que
comprende un mecanismo de eyección del sensor para expulsar el
biosensor hacia afuera de la parte de montaje de sensor.
La figura 10A es una vista en sección
transversal esquemática de una parte terminal del aparato de
medición, obtenida cortando por el plano Y-Y'
representado en la figura 9.
La figura 10B es una vista en sección
transversal esquemática de una parte terminal del aparato de
medición donde se ha montado el biosensor, obtenida cortando por el
plano Y-Y' representado en la figura 9.
La figura 10C es una vista en sección
transversal esquemática, similar a la de la figura 10B, de una parte
terminal del aparato de medición donde se ha montado el biosensor,
en la que el biosensor es empujado hacia fuera, para la eyección,
desde la parte de montaje de sensor del aparato de medición.
La figura 11 es una vista en perspectiva
esquemática de una parte de montaje de sensor del aparato de
medición.
La figura 12 es una vista oblicua esquemática de
un ejemplo modificado de biosensor de la presente invención.
A continuación, se describirán los modos de
formas de realización (ejemplos) de la presente invención con
referencia a los dibujos adjuntos. Debe observarse que estos modos
de formas de realización y los dibujos se utilizan para ilustrar
los ejemplos de la presente invención, y que la presente invención
no está limitada a estos.
La figura 1A es una vista oblicua esquemática de
un sistema de biosensor 1 según el modo 1 de la forma de
realización de la presente invención, y la figura 1B es una vista
esquemática, parcialmente ampliada, de una parte de la figura 1A
rodeada por un círculo en línea discontinua B, que es la parte de
montaje de sensor 30 de un aparato de medición 3, vista en la
dirección de la flecha DR0. Además, la figura 1C es una vista
oblicua esquemática, parcialmente ampliada, de una parte de la
figura 1A rodeada por un círculo en línea discontinua C, que es una
parte terminal del biosensor 2. El sistema de biosensor 1 comprende
el biosensor 2 y el aparato de medición 3 para medir biosensores,
particularmente para permitir el montaje del biosensor 2 en su
interior.
Antes de describir los detalles de los
respectivos elementos del sistema de biosensor 1, se describirá
brevemente la operación de medición mediante el sistema de
biosensor 1. En la presente memoria, el término "operación de
medición" se utiliza para hacer referencia a la operación de
cuantificación de un sustrato de una solución de muestra, así como
a la operación de detección de la presencia de un sustrato en la
solución de muestra.
Haciendo referencia a los dibujos descritos
anteriormente, el usuario (no representado) inserta una parte
terminal de montaje 20 del biosensor 2, que es una parte terminal
del biosensor 2 comprendida entre la parte dividida por la línea de
guiones con doble punto representada en la figura 1A y el borde de
este orientado hacia el aparato de medición 3, en la parte de
montaje de sensor 30 en la dirección representada por la flecha
DR0. La parte terminal de montaje 20 presenta por el lado superior
una forma diferente a la del lado inferior y, por lo tanto, una
forma que varía en la dirección vertical de cada superficie
principal del biosensor 2, que a su vez es la dirección de
apilamiento en la que se apila un par de placas de base del
biosensor como se describirá más adelante. En la presente memoria,
el término "dirección vertical" o "dirección de arriba
abajo" se utiliza para hacer referencia a dicha dirección
de
apilamiento.
apilamiento.
Más particularmente, con referencia a la
diferencia de forma, una parte de extensión del lado inferior del
biosensor se extiende en una dirección diferente a la dirección en
la que se extiende una parte de extensión del lado superior del
biosensor, como se representa en la figura 1A y como se describirá
más adelante.
La parte de montaje de sensor está constituida
por un espacio que coincide o se corresponde con la forma de la
parte terminal de montaje 20, que adopta formas diferentes por el
lado superior y el lado inferior, como se ha indicado
anteriormente. Dichas formas de la parte terminal de montaje 20 y la
parte de montaje de sensor 30 son muy diferentes a las de los
biosensores y aparatos de medición convencionales. Debido a estas
formas exclusivas, sólo se puede montar o insertar el biosensor 2
dentro del aparato de medición 3 cuando se mantiene el sensor 2 en
una posición adecuada para dicho montaje o inserción, de tal forma
que la dirección de arriba abajo o el lado superior y el lado
inferior del biosensor coincide o se corresponde con la forma de la
parte de montaje de sensor 30.
A continuación, el usuario deposita una gota de
la solución de muestra en una parte de deposición de gotas de
solución de muestra 21 situada en un borde del biosensor 2, que
también presenta un orificio de ventilación 19. Para representar
con mayor claridad la estructura de la parte de deposición de gotas
21, la parte terminal del biosensor rodeada por el círculo de línea
discontinua C se amplía como se representa en la vista parcialmente
ampliada de la figura 1C. La gota de solución de muestra depositada
es succionada hacia el interior del biosensor 2 por capilaridad. A
continuación, un reactivo (descrito más adelante), que reacciona con
un sustrato contenido en la solución de muestra, se disuelve en la
solución de muestra. Posteriormente, se aplica un voltaje a los
electrodos del biosensor 2 utilizando el aparato de medición 3
(descrito más adelante), que detecta el cambio electroquímico entre
los electrodos provocado por la reacción del reactivo. Los
resultados de la medición se presentan en una unidad de
presentación visual (unidad de salida) 31 del aparato de medición 3,
finalizando de ese modo la operación de medición.
A continuación, se citan ejemplos de soluciones
de muestra y sustratos que pueden someterse a la operación de
medición en el sistema de biosensor 1 según el presente modo 1 de
forma de realización. Los ejemplos de soluciones de muestra están
constituidos por fluidos biológicos tales como la sangre (ya sea
sangre completa o bien componentes no celulares tales como el
plasma sanguíneo y el suero sanguíneo), el fluido intersticial, los
fluidos de la piel, el sudor, las lágrimas y la orina. Los ejemplos
de sustratos están constituidos por la glucosa, el colesterol y el
ácido láctico. El sistema de biosensor 1 es particularmente adecuado
para cuantificar la glucosa, el ácido láctico y el colesterol de la
sangre de un cuerpo humano.
En lo sucesivo, se describirán de una forma más
específica diversos elementos del sistema de biosensor 1, tomando
como ejemplo de sustrato la glucosa contenida en la sangre de un
cuerpo humano.
En primer lugar, se describirán los respectivos
elementos constituyentes del biosensor 2 haciendo referencia a la
figura 2A y la figura 2B, siendo la figura 2A una vista explosionada
oblicua esquemática y la figura 2B una vista oblicua esquemática
del biosensor 2.
Una placa de base (primera placa de base) que
sostiene un electrodo de trabajo 23 y un conductor 230 conectado
eléctricamente con el electrodo de trabajo 23 está fabricada en un
material aislante eléctrico, tal como el tereftalato de
polietileno. Esta primera placa de base 22 presenta una parte de
extensión 220 (primera parte de extensión), relacionada con una
segunda placa de base 24 descrita más adelante, que se extiende en
la dirección de la longitud de la primera placa de base 22. En la
presente memoria, el término "dirección de la longitud" se
utiliza para hacer referencia a la dirección paralela a la longitud
de la placa de base indicada por la flecha DR1 representada en la
figura 2A. Con referencia a la figura 2A, la parte de extensión 220
es la parte de uno de los extremos de la primera placa de base 22
comprendida entre una línea divisoria indicada mediante una línea
de guiones y doble punto en la primera placa de base 22 y el borde
de la primera placa de base. Dicho de otro modo, la primera parte
de extensión es una parte de la primera placa de base 22 que se
extiende en la dirección de la longitud de la primera placa de base
desde una posición correspondiente a un extremo o borde en la
dirección de la longitud de la segunda placa de base hasta el límite
de la longitud (para situarse frente al aparato de medición
descrito más adelante).
En la superficie de la primera placa de base 22,
se forma un electrodo de trabajo conductor de electricidad 23
(primer electrodo) y un conductor 230 conectado con (que procede de)
el electrodo de trabajo, por ejemplo, pulverizando un material
conductor de electricidad tal como el paladio sobre la superficie de
la primera placa de base, y a continuación recortando mediante, por
ejemplo, un haz láser. Sobre la primera parte de extensión 220, se
forma una parte del conductor 230 que queda expuesta al
exterior.
Por otro lado, se fabrica otra placa de base
(segunda placa de base) que sostiene un contra electrodo 25 y un
conductor 250 conectado eléctricamente al contra electrodo 25, en un
material aislante eléctrico tal como el tereftalato de polietileno.
Esta segunda placa de base 24 presenta dos partes de extensión 240
(cada una de las cuales es una segunda parte de extensión)
relacionadas con la primera placa de base 22, extendiéndose dichas
extensiones en la dirección de la anchura de la segunda placa de
base 24. En la presente memoria, el término "dirección de la
anchura" se utiliza para hacer referencia a la dirección paralela
a la anchura de la placa de base indicada por la fecha DR2
representada en la figura 2A. Haciendo referencia a la figura 2A,
las dos partes de extensión 240 son las partes de uno de los
extremos de la segunda placa de base 24 comprendidas entre las
respectivas líneas divisorias indicadas por las líneas de guiones y
doble punto en la segunda placa de base 24, paralelas a la
dirección de la longitud (DR1), y los límites de la anchura o los
bordes de las alas de la segunda placa de base.
En otros términos, cada segunda parte de
extensión es una parte de la segunda placa de base 24 que se
extiende en la dirección de la anchura de la segunda placa de base
desde una posición correspondiente a un extremo o borde en la
dirección de la anchura de la primera placa de base hasta un límite
de la anchura o un borde de ala. Estas dos segundas extensiones
pueden comprenderse más fácilmente a partir de la figura 3C descrita
a continuación, en la que una segunda extensión está delimitada por
los cuatro puntos de vértice p1, p5, p8 y p4, mientras que la otra
extensión está delimitada por los cuatro puntos de vértice p6, p2,
p3 y p7.
En la superficie del lado inferior o lado
trasero de la segunda placa de base 24, se forma un contra electrodo
conductor de electricidad 24 (segundo electrodo) y un conductor 250
conectado con (procedente de) el contra electrodo, por ejemplo,
pulverizando un material conductor de electricidad tal como el
paladio sobre toda la superficie del lado inferior de la segunda
placa de base. En este caso, la totalidad de las superficies del
lado inferior de las segundas partes de extensión 240 están
cubiertas por una parte del conductor 250. No obstante, también es
posible pulverizar primero el material conductor de electricidad
sobre toda la superficie del lado inferior de la segunda placa de
base 24, y a continuación recortar, utilizando por ejemplo un haz
láser, para formar de ese modo el contra electrodo 25 y el conductor
250 sobre una parte de la superficie del lado inferior de la
segunda placa de base 24.
Para mantener una distancia entre el electrodo
de trabajo 23 y el contra electrodo 25, se utiliza un elemento
separador 26 que está fabricado en un material aislante tal como el
tereftalato de polietileno. Este elemento separador 26 presenta, en
una posición central del borde delantero, una parte de muesca o una
parte recortada, que constituye una parte de deposición de gotas 21
(en la que se recibe una gota de la solución de muestra) y una vía
de suministro de soluciones de muestra 28 gracias a su disposición
entre la primera placa de base 22 y la segunda placa de base 24.
Además, la segunda placa de base 24 presenta un orificio de
ventilación 29 situado en una posición terminal de la vía de
suministro de soluciones de muestra 28.
Aunque se ha descrito la utilización de un
elemento en forma de placa como elemento separador, en lugar de
éste es posible utilizar un adhesivo, cubriéndose entonces una
superficie de una de las placas de base con el adhesivo y
disponiéndose dicho adhesivo entre las dos placas de base, para
formar de ese modo una capa adhesiva que constituirá un elemento
separador una vez endurecida la capa adhesiva.
Se forma una capa de reactivo 27 aplicando,
sobre el electrodo de trabajo 23, un reactivo que contiene por lo
menos una enzima. Es preferible que el reactivo contenga un mediador
electrónico y un polímero hidrofílico. En el caso del sistema de
biosensor 1 según el modo 1 de la presente forma de realización, el
sustrato que se va a cuantificar es la glucosa en sangre de un
cuerpo humano. En consecuencia, el enzima que va a estar contenido
en la capa de reactivo 27 en este caso es la glucosa oxidasa, y el
mediador electrónico utilizado es el ferricianuro potásico,
mientras que el polímero hidrofílico que se utiliza es la
carboximetil celulosa.
Los ejemplos de materiales utilizables para la
primera placa de base 1, la segunda placa de base 2 y el elemento
separador 26 están constituidos por diversas resinas termoplásticas,
tales como el polietileno, el poliestireno, el cloruro de
polivinilo, la poliamida y las resinas de poliéster saturado
(incluido el tereftalato de polietileno del ejemplo anterior), así
como resinas termoestables, tales como la resina de urea, la resina
de melamina, la resina de fenol, la resina de epoxy y las resinas
de poliéster no saturado.
Los ejemplos de materiales utilizables para el
electrodo de trabajo 23, el contra electrodo 25 y los conductores
230 y 250 están constituidos por materiales conductores de
electricidad utilizados de manera general, tales como el oro, la
plata, el platino y el carbono, así como el paladio citado en el
ejemplo anterior. Debe observarse que el material que se va a
utilizar para el electrodo de trabajo 23 puede ser igual o diferente
al material que se va a utilizar para el conductor 230 conectado al
electrodo de trabajo 23 o procedente del mismo. Análogamente, el
material para el contra electrodo 25 puede ser igual o diferente del
material para el conductor 250. Por ejemplo, el electrodo de
trabajo 23 y el contra electrodo 25 pueden fabricarse en carbono,
mientras que los conductores 230 y 250 pueden fabricarse en plata,
que posee una resistividad inferior a la del carbono.
En el ejemplo anterior, se utiliza
carboximetilcelulosa como polímero hidrofílico, aunque generalmente
pueden utilizarse otros materiales también. Otros ejemplos de
compuestos utilizables como polímero hidrofílico son la
hidroxietilcelulosa, la hidroxipropilcelulosa, la metilcelulosa, la
etilcelulosa, la etilhidroxietilcelulosa, la polivinilpirrolidona,
el polivinil alcohol, los poliaminoácidos (tales como la
polilisina), el ácido sulfónico de poliestireno, la gelatina (y sus
derivados), el ácido poliacrílico (y sus sales), el ácido
polimetacrílico (y sus sales), el almidón (y sus derivados) y los
polímeros de anhídrido maleico (y los polímeros de sus sales). De
todos los polímeros hidrofílicos anteriores, los preferidos son la
carboximetilcelulosa, la hidroxietilcelulosa y la
hidroxipropilcelulosa.
En el presente modo 1 de forma de realización,
se utiliza glucosa como sustrato, es decir, como objetivo de la
medición. No obstante, en general también se pueden medir
cuantitativamente otros sustratos, tales como el ácido láctico y el
colesterol, seleccionando una enzima adecuada y un mediador
electrónico adecuado, que dependen del sustrato de destino
contenido en la solución de muestra o se corresponden con este.
A continuación, se indican ejemplos de enzimas
utilizables para los respectivos sustratos. Por ejemplo, aparte de
glucosa oxidasa, también se puede utilizar glucosa deshidrogenasa
para la glucosa. Un ejemplo de enzima para la fructosa es la
fructosa deshidrogenasa. Un ejemplo de enzima para el ácido láctico
es la lactato oxidasa. Los ejemplos de enzimas para el colesterol
están constituidos por la colesterol oxidasa y la colesterol
esterasa. Un ejemplo de enzima para la xantina es la xantina
oxidasa. Además, un ejemplo de enzima para un aminoácido es la
aminoácido
oxidasa.
oxidasa.
Los ejemplos de mediadores electrónicos
distintos al ferricianuro potásico del ejemplo anterior están
constituidos por la p-benzoquinona, el metosulfato
de fenazina, el azul de metileno y los derivados del ferroceno, así
como una combinación de dos o más de estos materiales.
Estos respectivos elementos del biosensor se
apilan y montan en la dirección vertical indicada mediante cinco
líneas de guiones y puntos en la figura 2A que se extienden
verticalmente y representan las correspondencias entre las
posiciones para el apilamiento. De este modo, la primera placa de
base 22 y la segunda placa de base 24 se apilan entre sí, de tal
forma que el electrodo de trabajo 23 y el contra electrodo 25 quedan
situados en posiciones opuestas o uno frente al otro. En este caso,
debe tenerse en cuenta nuevamente que la dirección de apilamiento,
por ejemplo, del electrodo de trabajo 23 y el contra electrodo 25,
se denomina dirección de arriba abajo o dirección vertical del
biosensor 2 (es decir, la dirección indicada por la flecha DR3 en la
figura 2A).
El elemento separador 26 se halla dispuesto
íntegramente entre la primera placa de base y la segunda placa de
base 24. El espacio de la parte de muesca entre las dos placas de
base se conforma como la vía de suministro de soluciones de muestra
28. Además, la parte de muesca del elemento separador 26 delimita el
área particular que presentará el electrodo de trabajo 23.
Análogamente, la parte de muesca del elemento separador 26 delimita
el área de particular que presentará el contra electrodo 25. El
electrodo de trabajo 23 y el contra electrodo 25 están dispuestos
en posiciones opuestas entre sí separadas por la vía de suministro
de soluciones de muestra 28.
La parte de deposición de gotas 21, donde se
deposita una gota de la solución de muestra, es la entrada de la
vía de suministro de soluciones de muestra 28. La gota de solución
de muestra depositada en la parte de deposición de gotas 21 es
succionada por capilaridad hacia el orificio de ventilación 29 en
una dirección sustancialmente horizontal (dirección de la flecha
DR4 representada en la figura 2A). La capa de reactivo 27 se coloca
en la vía de suministro de soluciones de muestra 28 entre el
electrodo de trabajo 23 y el contra electrodo 25. La figura 2B
representa una vista oblicua del biosensor 2 apilado y montado
utilizando las correspondencias entre las posiciones de los
respectivos elementos apilados, representadas mediante el grupo de
líneas de guiones y puntos verticales (verticales respecto de las
respectivas placas de base) en la figura 2A. Debe tenerse en cuenta
que, en la figura 2B, se omite la ilustración de algunos elementos
tales como el contra electrodo 25 y el conductor 250 por
conveniencia. Este tipo de omisión de ilustraciones también se
realiza en otros dibujos descritos más adelante, tales como la
figura 3B, la figura 6B, la figura 7B y la figura 12.
El biosensor 2 adopta pues la forma que le
confiere la primera placa de base 22 y la segunda placa de base 24
apiladas, que presentan formas diferentes entre sí, siendo de este
modo fácil para el usuario del biosensor reconocer o diferenciar
visualmente y táctilmente la posición del biosensor 2 entre el lado
superior y el lado inferior en la dirección de arriba abajo o la
dirección vertical, y entre el extremo delantero y el extremo
trasero en la dirección de la longitud. Más particularmente, el
biosensor 2 está provisto de la primera parte de extensión 220 y
las segundas partes de extensión 240, que determinan que el
biosensor sea asimétrico entre el lado superior y el lado inferior
en la dirección vertical, y también asimétrico entre ambos extremos
en la dirección de la longitud del biosensor. Dicho de otro modo,
el lado superior del biosensor tiene una forma diferente a la del
lado inferior, y el extremo delantero del biosensor tiene una forma
diferente a la del extremo trasero. Esta característica se
describirá con mayor detalle haciendo referencia a la figura 3A, la
figura 3B y la figura 3C.
La figura 3A es una vista terminal esquemática
del biosensor 2 observado desde el lado del extremo, en la
dirección de la longitud, de la primera parte de extensión 220 y la
segundas partes de extensión 240 (es decir, observado desde la
dirección opuesta a la dirección de la flecha DR1 representada en la
figura 2A). La segunda placa de base 24 está provista de dos
segundas partes de extensión 240 que se extienden en relación con la
primera placa de base 22 (que presenta la primera parte de
extensión 220). En otras palabras, las dos segundas partes de
extensión 240 se extienden a modo de alas hacia el exterior, desde
posiciones respectivamente correspondientes a ambos extremos de la
primera placa de base 22 en su dirección de anchura en el plano
horizontal.
En consecuencia, como se representa en la vista
terminal de la figura 3A y la vista en planta desde arriba de la
figura 3C, la cara terminal del biosensor 2 adopta sustancialmente
una forma de T, y la cara superior del biosensor 2 también adopta
sustancialmente la forma de T. Así pues, el lado superior y el lado
inferior en la dirección vertical (es decir, la dirección de la
flecha DR3 de la figura 2A y la figura 3A) son asimétricos entre
sí, y el extremo delantero y el extremo trasero en la dirección de
la longitud (es decir, la dirección de la flecha DR1 de la figura
2A y la figura 3C) también son asimétricos entre sí. Dicho de otro
modo, el lado superior del biosensor presenta una forma diferente a
la del lado inferior, y el extremo delantero del biosensor presenta
una forma diferente a la del extremo trasero. Por lo tanto,
resultará fácil para el usuario del biosensor reconocer
correctamente la posición del biosensor 2 en la dirección de arriba
abajo o la dirección vertical y también en la dirección de la
longitud. Más particularmente, resultará fácil para el usuario
diferenciar visualmente y táctilmente la posición del biosensor 2
entre el lado superior y el lado inferior en la dirección de arriba
abajo o dirección vertical (y determinar cuál de las placas de base,
la primera 22 o la segunda 24, está situada en el lado superior o
el lado inferior), y entre el extremo delantero y el extremo trasero
en la dirección de la longitud (y determinar cuál de los dos
extremos está situado en el extremo delantero o el extremo
trasero).
Asimismo, como es evidente en la figura 3C, las
segundas partes de extensión 240 vistas desde arriba por el lado
superior de estas no están solapadas al área que ocupan la primera
placa de base y el elemento separador representados en la figura 3,
y se extienden a modo de alas desde las posiciones correspondientes
a ambos límites de la anchura de la primera placa de base. Dicho de
otro modo, las dos segundas partes de extensión 240 están expuestas
al exterior. En consecuencia, las partes del conductor 250 situadas
en las superficies del lado inferior de las segundas partes de
extensión 240 también están expuestas al exterior. Dichas partes
expuestas del conductor 250 se conectarán eléctricamente con unos
conectores (terminales de conexión eléctrica) del aparato de
medición 3 descrito más adelante, una vez que se haya montado el
biosensor 2 en el aparato de medición 3.
Puesto que el conductor 250 está expuesto
parcialmente al exterior, resulta fácil conectar eléctricamente el
conductor 250 (y por lo tanto el contra electrodo 25) con el
conector del aparato de medición 3. En caso de que el conductor 250
ocupe toda la superficie del lado inferior de la segunda placa de
base 24, la conexión eléctrica entre el contra electrodo 25 y el
conector del aparato de medición 3 puede ser más segura,
impidiéndose de ese modo una conexión eléctrica deficiente entre
ambos. Debe tenerse en cuenta que este conductor 250 y el contra
electrodo pueden pertenecer a dos capas diferentes o a una capa
íntegra. Más particularmente, el conductor 250 y el contra
electrodo pueden adoptar la forma de una única capa (por ejemplo,
fabricando el contra electrodo y el conductor 250 al mismo tiempo).
En este último caso, puede considerarse que el conductor 250 forma
parte del contra electrodo que se ha fabricado para presentar un
área ampliada con la cual se puede fabricar también el conductor
250.
La figura 3B es una vista lateral esquemática
del biosensor 2 en la dirección de la longitud (dirección de la
flecha DR1 de la figura 2A y la figura 3B), es decir, una vista
lateral del sensor visto en la dirección de la flecha DR2 de la
figura 2A. La primera placa de base 22 presenta la primera parte de
extensión 220 que se extiende en la dirección de la longitud en
relación con la segunda placa de base 24 (que presenta las segundas
extensiones 240). En otros términos, la primera parte de extensión
220 se extiende hacia afuera en su dirección de longitud desde una
posición correspondiente a un borde de la segunda placa de base en
la dirección de la longitud.
El biosensor 2 tiene una forma asimétrica debido
a la primera parte de extensión 220, ya que, con referencia a la
figura 3B, la forma de la parte izquierda representada en la figura
3B es diferente de la forma de la parte derecha. Debido también a
esta característica, el usuario puede reconocer correctamente la
dirección de la longitud tanto de manera visual como táctil. Más
particularmente, cuando el biosensor 2 está montado en el aparato
de medición 3, resulta fácil para el usuario diferenciar visualmente
y táctilmente si el extremo del biosensor en la primera parte de
extensión 220 está situado frente a la parte de montaje de sensor
del aparato de medición, o si el otro extremo del biosensor en la
parte de deposición de gotas 21 para la solución de muestra está
situado frente a la parte de montaje de sensor.
Además, debido a la primera parte de extensión
220, el biosensor presenta otra forma asimétrica en la dirección de
arriba abajo (es decir, la dirección de la flecha DR3 de la figura
2A y la figura 3B), y de ese modo el usuario puede reconocer
correctamente la posición del biosensor 2 en dicha dirección. Más
particularmente, cuando el biosensor está montado en el aparato de
medición 3, resulta fácil para el usuario diferenciar visualmente y
táctilmente cuál de las placas de base, la primera 22 o la segunda
24, está situada en el lado superior o el lado inferior del
biosensor.
La figura 3C es una vista en planta superior
esquemática del biosensor 2. Como se pone de manifiesto en las
figuras 3B y 3C, la primera parte de extensión 220 no se solapa ni a
la segunda placa de base ni al elemento separador en dichos
dibujos, y se extiende hacia afuera en la dirección de la flecha
DR1. Así pues, una parte del conductor 230 situado sobre la primera
parte de extensión 220 está expuesta al exterior. Esta parte
expuesta del conductor 230 se conectará a un conector del aparato
de medición 3 que se describirá más adelante, cuando se monte el
biosensor 2 en el aparato de medición 3.
Puesto que la parte del conductor 230 está
expuesta al exterior, resulta fácil conectar eléctricamente el
conductor 230 con el conector del aparato de medición 3. El área del
conductor 230 que se va a conectar con el conector puede ser grande
dentro del área máxima posible de la primera parte de extensión 220.
Por lo tanto, la conexión eléctrica entre el conductor 230 y el
conector del aparato de medición puede ser más segura, evitándose
de ese modo una conexión eléctrica deficiente.
Debe tenerse en cuenta que aunque este conductor
230 y el electrodo de trabajo pueden pertenecer a dos capas
diferentes, también pueden formar parte de una capa íntegra. Más
particularmente, el conductor 230 y el electrodo de trabajo pueden
fabricarse como una capa única (por ejemplo, fabricando el electrodo
de trabajo y el conductor 230 al mismo tiempo). En este último
caso, puede considerarse que el conductor 230 forma parte del
electrodo de trabajo que se ha fabricado para presentar un área
ampliada con la cual se puede fabricar también el conductor
230.
Como se ha puesto de manifiesto en las
descripciones anteriores, suponiendo que se extraiga la primera
parte de extensión 220 de la primera placa de base 22, y que
también se extraigan las segundas partes de extensión 240 de la
segunda placa de base 24, la parte restante de la primera placa de
base es similar y presenta una forma similar a la de la parte
restante de la segunda placa de base. Por lo tanto, según la
presente memoria, dicha parte restante de cada placa de base se
denomina "parte común" de dichas placas de base, mientras que
la primera parte de extensión y las segundas partes de extensión se
denominan cada una "partes no comunes" de dichas placas de
base.
Debe tenerse en cuenta que la segunda placa de
base 24 descrita anteriormente está provista de las dos segundas
partes de extensión 240 que se extienden simétricamente, desde ambos
límites de la anchura de la segunda placa de base, hacia el lado
izquierdo y el lado derecho (posición de la izquierda y posición de
la derecha) de la segunda placa de base en la dirección de la
longitud de la segunda placa de base, es decir, con respecto a la
línea central de la segunda placa de base en su dirección de
longitud. No obstante, también es posible que la segunda placa de
base 24 esté provista de solo una de dichas segundas partes de
extensión.
Asimismo, también es posible cambiar las formas
de la primera y la segunda placas de base, sustituyendo la primera
parte de extensión 220 por las segundas partes de extensión 240. En
otras palabras, es posible que la primera placa de base 22 presente
una o dos primeras partes de extensión que se extienden hacia afuera
en la dirección de su anchura desde la posición o las posiciones
correspondientes al límite o los límites de la anchura de la
segunda placa de base, y que la segunda placa de base 24 presente
una segunda parte de extensión que se extiende hacia afuera en su
dirección de longitud desde una posición correspondiente a un
límite de la longitud de la primera placa de base. En tal caso, es
necesario hacer que la forma de la parte de montaje de sensor 30
del aparato de medición 3 se corresponda con la forma cambiada del
biosensor que presenta dichas dos placas de base con formas
cambiadas.
A continuación, se describirá en detalle y
haciendo referencia a la figura 1A, la figura 1B y la figura 11, el
aparato de medición 3 en el que se ha montado el biosensor 2
descrito con referencia a las figuras 1A, 1B, 2A, 2B, 3A y 3C.
El espacio que constituye la parte de montaje de
sensor 30 se representa en la figura 1B, que es una vista ampliada
del mismo. Cuando la entrada de la parte de montaje de sensor 30 se
observa en la dirección de la entrada, es decir, la dirección DR0
de la figura 1A, la entrada presenta sustancialmente una forma de T.
Esto es debido a que la forma de la parte de montaje de sensor 30
necesita coincidir o corresponderse con la forma de la parte
terminal de montaje 20 (es decir, la forma del borde de la parte
terminal de montaje 20, vista en la dirección descrita
anteriormente). Debido a dicha necesidad de coincidencia o
correspondencia entre las formas, el biosensor 2 no puede montarse
boca abajo en la parte de montaje de sensor.
Más particularmente, como se representa en la
vista ampliada de la figura 1B, el espacio que constituye la parte
de montaje de sensor 30 visto en la dirección DR0 representada en la
figura 1A comprende tres segmentos de espacio: el espacio A
(primera parte segmentada de montaje para el sensor), el espacio B y
el espacio C (segunda parte segmentada de montaje para el sensor),
donde la entrada del espacio A es un rectángulo definido por los
puntos a1, a2, a9 y a10 (en el que los puntos a1 y a10 son puntos de
vértices, mientras que los puntos a2 y a9 son puntos medios entre
los puntos a1 y a3, y entre los puntos a10 y a8, respectivamente)
representado en la figura 1B, la entrada del espacio B es un
rectángulo definido por los puntos a2, a3, a8 y a9, representado en
dicha figura, y la entrada del espacio C también es un rectángulo
definido por los puntos de vértice a4, a5, a6 y a7, representado en
dicha figura. Dicho de otro modo, el espacio de la parte de montaje
de sensor según el presente modo de forma de realización presenta
una forma de ranura constituida por la combinación de una
pluralidad de ranuras, cada una de las cuales adopta la forma de un
paralelepípedo rectangular.
El espacio A corresponde a la primera placa de
base 22 que comprende la primera parte de extensión 220 situada en
la parte terminal de montaje 20, y presenta un tamaño adecuado para
permitir que se instale en el mismo dicha parte terminal de la
primera placa de base 22. El espacio B corresponde al elemento
separador 26 situado en la parte terminal de montaje 20, y presenta
un tamaño adecuado para permitir que se instale en el mismo dicha
parte terminal del elemento separador 26. Además, el espacio C
corresponde a la segunda placa de base 24 que comprende las
segundas partes de extensión 240 situadas en la parte terminal de
montaje 20, y presenta un tamaño adecuado para permitir que se
instale en el mismo dicha parte terminal de la segunda placa de base
24.
Debe tenerse en cuenta que, en la presente
memoria, el término "tamaño adecuado" se utiliza para hacer
referencia a las dimensiones de la anchura, el grosor y la
profundidad del espacio que deben adaptarse a los respectivos
elementos del biosensor 2, refiriéndose la anchura, el grosor y la
profundidad del espacio de la parte de montaje de sensor 30 a las
dimensiones de éste definidas en las direcciones que coinciden o se
corresponden con la dirección de la anchura, la dirección de arriba
abajo (vertical) y la dirección de la longitud del biosensor 2,
respectivamente, cuando el biosensor 2 está montado en la parte de
montaje de sensor.
El espacio A donde se va a instalar la primera
placa de base 22 tiene una anchura W2 que es más pequeña que la
anchura W1 del espacio C donde se va a instalar la segunda placa de
base 24 que comprende las segundas partes de extensión 240. En
consecuencia, en el espacio A no puede instalarse la segunda placa
de base 24, que es más ancha que el espacio A. Por esta razón, el
usuario no puede montar el biosensor 2 boca abajo en la parte de
montaje de sensor, es decir, en la dirección de arriba abajo inversa
(con la segunda placa de base 24 situada en el lado inferior y la
primera placa de base 22 situada en el lado superior), en contraste
con la dirección de arriba abajo normal (con la segunda placa de
base 24 situada en el lado superior y la primera placa de base 22
situada en el lado inferior).
Asimismo, el espacio C donde se va a instalar la
segunda placa de base 24 presenta una profundidad inferior a la del
espacio A donde se va a instalar la primera placa de base 22 que
comprende la primera parte de extensión 220. Por esta razón, el
usuario no puede montar el biosensor 2 con el extremo delantero
orientado hacia atrás en la parte de montaje de sensor, es decir,
en la dirección de longitud inversa (con la parte de deposición de
gotas 21 situada en el lado delantero orientado hacia la parte de
montaje de sensor 30, y la parte terminal de montaje 20 situada en
el lado trasero o posterior), en contraste con la dirección de
longitud normal (con la parte de deposición de gotas 21 situada en
el lado trasero o posterior, y la parte terminal de montaje 20
situada en el lado delantero orientado hacia la parte de montaje de
sensor 30).
Utilizando el procedimiento y la estructura
descritos anteriormente, es posible impedir con seguridad la
inserción errónea (en la dirección de arriba abajo inversa o la
dirección de longitud inversa) del biosensor 2 en el aparato de
medición 3.
La estructura de la parte de montaje de sensor
30 descrita anteriormente se describirá en mayor detalle más
adelante, con referencia a la figura 11, que es una vista en
perspectiva esquemática, que representa la parte de montaje de
sensor 30 dispuesta en una parte terminal del armazón del aparato de
medición 3. Los puntos a1 a a10 representados en la figura 1B
también se representan en una superficie terminal del armazón de la
figura 11. Por otro lado, los puntos de vértice b1 a b10 son los que
están respectivamente situados en las posiciones correspondientes a
los puntos a1 a a10 y que se extienden y se separan de estos puntos
a1 a a10 en la dirección de inserción del biosensor 2 (es decir, la
dirección de la flecha DR0) a una distancia que sustancialmente se
corresponde con la longitud de cada segunda parte de extensión 240
(longitud en la dirección de la flecha DR0).
Mientras tanto, los puntos de vértice c1, c2, c9
y c10 son los que están respectivamente situados en las posiciones
correspondientes a los puntos de vértice b1, b2, b9 y b10 y que se
extienden y separan de dichos puntos de vértice b1, b2, b9 y b10 en
la dirección de inserción del biosensor 2 (es decir, la dirección de
la flecha DR0) a una distancia que se corresponde sustancialmente
con la longitud de la primera parte de extensión 220 (longitud en
la dirección de la flecha DR0).
Por lo tanto, la parte de montaje de sensor 30
presenta una estructura, por ejemplo, en la que la parte terminal
de la segunda placa de base 24 (en concreto, la parte definida por
los puntos de vértice p1, p2, p3 y p4 de la figura 3C), que se
compone de las dos segundas partes de extensión 240 y la parte
terminal de la segunda placa de base situada entre las dos segundas
partes de extensión 240 (es decir, la parte definida por los puntos
de vértice p5, p6, p7 y p8 de la figura 3C) representadas en la
figura 2B, se adapta o corresponde con un espacio en forma de
paralelepípedo rectangular (en particular, la segunda parte
segmentada de montaje del sensor) definido por los puntos de
vértice a4, a5, a6, a7, b4, b5, b6 y b7 y representado en la figura
11.
Análogamente, en dicha estructura la parte
terminal del elemento separador 26 se adapta o corresponde con un
espacio en forma de paralelepípedo rectangular definido por los
puntos a2, a3, a8, a9, b2, b3, b8 y b9. Asimismo, la primera parte
de extensión 220 de dicha estructura se adapta o se corresponde con
un espacio en forma de paralelepípedo rectangular (es decir, una
parte del la primera parte segmentada de montaje del sensor)
definido por los puntos de vértice b1, b2, b9, b10, c1, c2, c9 y c10
y representado en la figura 11.
Haciendo referencia a la figura 11, se describe
además una conexión eléctrica, en la que se dispone, tanto en una
superficie definida por los puntos de vértice a3, a4, b3 y b4 como
en una superficie definida por los puntos de vértice a7, a8, b7 y
b8, de un terminal de conexión eléctrica (conector), de tal forma
que el terminal eléctrico entra en contacto con cada parte de los
conductores (250) dispuestos en las superficies inferiores de las
dos segundas partes de extensión (240). Además, también se dispone
de un terminal de conexión eléctrica (conector) en una superficie
(superficie inferior, orientada hacia el espacio correspondiente a
la primera parte de extensión 220) definida por los puntos de
vértice b2, b9, c2 y c9, de tal forma que dicho terminal de
conexión eléctrica entra en contacto con el conductor (230)
dispuesto en la primera parte de extensión (220).
A continuación, se describirá la operación de
medición del sistema de biosensor que presenta el biosensor 2
montado en el aparato de medición 3, con referencia a la figura 4,
así como a las figuras 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B y 3C.
La figura 4 es un diagrama de bloques
esquemático que representa un biosensor 2 (vista en planta desde
arriba) y un aparato de medición 3. En el aparato de medición 3, un
conector (terminal de conexión) 32a está conectado eléctricamente a
un conductor 230 que está dispuesto en la primera parte de extensión
220 del biosensor 2 y está expuesto al exterior, mientras que otros
conectores (terminales de conexión) 32b están conectados
eléctricamente a unas partes de un conductor (250, no representado
en la figura 4, pero sí en la figura 2A) que está dispuesto en las
segundas partes de extensión 240 y está expuesto al exterior.
Entre cada conector 32b y tierra (que representa
un potencial constante que no es necesariamente cero), existe un
interruptor 33. Un circuito de generación de potencial 38 está
conectado a un circuito de conversión de
corriente-voltaje (I/V) 34. El circuito de
conversión de corriente-voltaje 34 está conectado
eléctricamente al conector 32a. El valor del voltaje obtenido en
este circuito de conversión de corriente-voltaje 34
se convierte en unos impulsos mediante un circuito de conversión
A/D 35.
Asimismo, en el aparato de medición se dispone
de una memoria 36 que presenta una tabla de cálculo. La tabla de
cálculo es una tabla que contiene datos que indican la relación
entre el número de impulsos obtenidos en el circuito de conversión
A/C 35 y la concentración de glucosa en sangre.
Una unidad central de procesamiento (CPU) 37
dirige diversas operaciones, incluida la
conexión-desconexión del interruptor 33, la
operación de medición y la operación de cálculo, basándose en el
número de impulsos obtenidos en el circuito de conversión A/D 35 y
la tabla de cálculo almacenada en la memoria 36, generándose de ese
modo un valor calculado correspondiente a un sustrato de destino
(glucosa) de la solución de muestra. El valor calculado se presenta
en una unidad de presentación visual constituida por una pantalla de
cristal líquido (LCD) 31. En lugar de utilizar dicha unidad de
presentación visual, también es posible utilizar como unidad de
salida un sintetizador de voz para facilitar el valor calculado por
medios acústicos. También es posible facilitar el valor calculado
de otras maneras (por ejemplo, almacenando dicho valor en el disco
duro de un ordenador personal externo, es decir, extrayendo dicho
valor fuera del aparato de medición a través de una red).
A continuación, se describirá la operación de
medición del sustrato mediante el sistema descrito anteriormente.
El usuario deposita una gota de sangre (solución de muestra) en la
parte de deposición de gotas de solución de muestra 21, una vez que
el biosensor 2 se ha montado en el aparato de medición 3. La gota de
sangre depositada es succionada por capilaridad hacia la vía de
suministro de soluciones de muestras 28. A continuación, una capa
de reactivo (no representada en la figura 4, pero sí, por ejemplo,
en la figura 2A mediante el número de referencia 27) se disuelve en
la sangre y entonces tiene lugar una reacción de
oxidación-reducción del mediador electrónico de la
capa de reactivo.
Más particularmente, se produce la disolución en
la sangre de la glucosa oxidasa, que es una enzima contenida en la
capa de reactivo, y del ferricianuro potásico, que es un mediador
electrónico. Por consiguiente, se produce la reacción enzimática
entre la glucosa en sangre y la glucosa oxidasa, generándose de ese
modo electrones. El ferricianuro potásico se reduce, pues, a
ferrocianuro potásico por medio de dichos electrones generados.
Asimismo, debido a la presencia de carboximetil
celulosa en la capa de reactivo, se suprime la adsorción de ciertos
materiales de la sangre (tales como las proteínas) a la superficie
del electrodo de trabajo, y de esta forma la reacción del electrodo
puede desarrollarse correctamente. Por esta razón, se mitiga también
la influencia de, por ejemplo, los choques físicos que sufre el
biosensor, atribuidos a un incremento de la viscosidad de la
solución de muestra durante la medición, y en consecuencia se
reducen las variaciones de las respuestas del sensor.
La CPU 37 es operativa para conectar el
interruptor 33 en un momento de tiempo posterior al inicio de la
medición. Así pues, se genera una cierta diferencia de potencial
(diferencia de potencial entre el potencial de tierra y el
potencial generado por el circuito de generación de potencial 38)
entre el electrodo de trabajo 23 y el contra electrodo 25, por
medio de los conectores 32a y 32b y los respectivos conductores
conectados a los electrodos. Dicho de otro modo, se aplica un
cierto voltaje al electrodo de trabajo 23, utilizándose como
referencia el potencial del contra electrodo 25.
A continuación, el ferrocianuro potásico, que es
un producto de la reducción del ferriocianuro potásico, vuelve a
oxidarse a ferricianuro potásico, estableciéndose de esta manera una
corriente eléctrica entre el electrodo de trabajo 23 y el contra
electrodo 25, que es proporcional a la concentración de glucosa en
sangre.
Según el presente biosensor 2 descrito en la
presente forma de realización de modalidad 1, el electrodo de
trabajo 23 y el contra electrodo 25 ocupan posiciones opuestas entre
sí separadas por la vía de suministro de soluciones de muestra 28.
En consecuencia, la transferencia iónica entre ambos electrodos se
desarrolla correctamente. De esta forma, aun cuando la gota de
sangre que se va a medir esté constituida por una cantidad de
traza, se establecerá una corriente eléctrica proporcional a la
concentración de glucosa. Por consiguiente, el aparato de medición
3 puede utilizarse para realizar la operación de medición con una
alta sensibilidad, incluso para el caso de sangre presente en
cantidad de traza.
Debe tenerse en cuenta que, en la presente
memoria, el término "cantidad de traza" de sangre o solución
de muestra se utiliza para hacer referencia a una cantidad que es
inferior a la que precisan los biosensores cuyo electrodo de
trabajo y contra electrodo están dispuestos en un único plano, a
diferencia de lo que ocurre en los biosensores con electrodos
opuestos.
La corriente eléctrica proporcional a la
concentración de glucosa se convierte en un voltaje por medio del
circuito de conversión corriente-voltaje 34. A
continuación, dicho valor de tensión se convierte en unos impulsos
por medio del circuito de conversión A/D 35, y dichos impulsos se
transmiten después a la CPU 37. La CPU 37 cuenta el número de
dichos impulsos y realiza un cálculo basándose en la tabla de
cálculo almacenada en la memoria 36, para obtener de ese modo la
concentración de glucosa en la sangre. El valor calculado se
presenta en la LCD (unidad de presentación visual) 31, finalizando
entonces la medición cuantitativa o la cuantificación de la glucosa
en la sangre.
Haciendo referencia a las formas de la primera
parte de extensión 220 y las segundas partes de extensión 240, el
biosensor descrito presenta unas formas específicas que se han dado
a conocer en la descripción precedente. No obstante, es por
supuesto posible modificar las formas dentro del alcance de la
presente invención o del presente modo de forma de realización,
siempre y cuando el usuario y el aparato de medición puedan
reconocer y diferenciar los factores necesarios descritos
anteriormente. Un ejemplo de dicha modificación se representa en la
figura 12, que es una vista oblicua esquemática de un biosensor 12
que es el resultado de la modificación, por ejemplo, del biosensor
de la figura 2B.
Haciendo referencia a la figura 12, un elemento
separador 126 está situado entre una primera placa de base y una
segunda placa de base 124. En un extremo de la primera placa de
base, está situada una primera parte de extensión 128. En la
primera parte de extensión 128, está situado un conductor 130, una
parte del cual está expuesto al exterior. En la segunda placa de
base 124, está situado un orificio de ventilación 129.
Una característica de dicho biosensor 12 es que
cada una de las segundas partes de extensión 125 está diseñada de
tal forma que su anchura se incrementa gradualmente desde un extremo
de la segunda placa de base 124 situado en el lado del orificio de
ventilación 129 hasta el otro extremo del mismo, donde se halla la
primera parte de extensión 130 en la primera placa de base 122.
Esto contrasta con el biosensor 2 representado, por ejemplo, en la
figura 2B, en el que cada una de las segundas partes de extensión
240 presenta una forma rectangular que se extiende en la dirección
de la anchura de la segunda placa de base desde la posición
correspondiente a cada límite de la anchura de la primera placa de
base tal como se ha descrito anteriormente. Dicha estructura del
biosensor representada en la figura 12 también puede resolver un
problema subyacente y alcanzar el objetivo según el presente modo
de forma de realización o la presente invención.
Como sucede en el caso de los biosensores
descritos anteriormente, es posible cambiar las formas de la primera
y la segunda placas de base del biosensor 12, de tal modo que la
forma de la primera parte de extensión 128 es sustituida por las
segundas partes de extensión 125. En otras palabras, es posible que
la primera placa de base 122 presente una o dos primeras partes de
extensión que se extienden hacia afuera en la dirección de la
anchura desde la posición o las posiciones correspondientes al
límite o los límites de la amplitud de la segunda placa de base
124, y que la segunda placa de base 124 presente una segunda parte
de extensión que se extiende hacia afuera en la dirección de la
longitud desde una posición correspondiente a un límite de la
longitud de la primera placa de base. En tal caso, es necesario
hacer que la forma o el espacio de la parte de montaje de sensor
del aparato de medición se corresponda con la forma cambiada del
biosensor que presenta dichas formas cambiadas de las dos placas de
base, aunque dicho cambio de diseño de la parte de montaje de
sensor resulta fácil de realizar.
Este modo 2 de forma de realización es diferente
del modo 1 de forma de realización en la medida en que, en este
modo 2 de forma de realización, un aparato de medición somete a
mediciones una pluralidad de biosensores diferentes que presentan
objetivos de medición diferentes. A continuación, la descripción se
refiere principalmente a dichas diferencias.
La figura 5A es una vista oblicua esquemática de
un sistema de biosensor 4 según el modo 2 de la presente forma de
realización, mientras que la figura 5B es una vista esquemática
ampliada de una parte rodeada por un círculo en línea discontinua B
de la figura 5A (es decir, la superficie terminal de la parte de
montaje de sensor 70 del aparato de medición 7 vista en la
dirección de la flecha DR5). El sistema de biosensor 4 comprende un
biosensor 5, un biosensor 6 y un aparato de medición 7 (aparato de
medición para biosensor), montándose cada uno de dichos biosensores
para realizar la operación de medición. El sistema de biosensor 4
se describe brevemente a continuación.
El biosensor 5 se diferencia del biosensor 6 con
respecto a los objetivos de medición. Más particularmente, el
sustrato de destino del biosensor 5 es diferente del sustrato de
destino del biosensor 6. Dicho de otro modo, cada biosensor 5 y 6
se corresponde con cada sustrato específico. Por esta razón, la
forma del biosensor 5 es diferente de la del biosensor 6. En otros
términos, cada biosensor 5 y 6 se corresponde con cada forma
específica. Por lo tanto, el usuario puede distinguir fácilmente de
manera visual y táctil entre los dos biosensores diferentes gracias
a las formas diferentes de ambos biosensores.
El aparato de medición 7 comprende una parte de
montaje de sensor 70 donde se montan tanto el biosensor 5 como el
biosensor 6. La parte de montaje de sensor 70 presenta una forma
determinada que permite el montaje de cada uno de dichos
biosensores, solo si dichos biosensores se montan en una dirección
correcta y se mantiene la posición correcta del biosensor durante
el montaje, de tal manera que la dirección de arriba abajo
(dirección vertical), así como la dirección de delante atrás
(dirección de la longitud) del biosensor coincida o se corresponda
con la forma de la parte de montaje de sensor 70, evitándose de este
modo la inserción errónea de cada biosensor (en dirección de arriba
abajo inversa o en la dirección de la longitud inversa).
El aparato de medición 7 diferencia entre los
respectivos biosensores diferentes, basándose en el espacio que
ocupa el biosensor montado o basándose en la posición en la que el
biosensor montado entra en contacto con la parte de montaje de
sensor 70. El aparato de medición 7 lleva a cabo la operación de
medición de conformidad con el biosensor diferenciado y presenta
(facilita) los resultados de las mediciones en la unidad de
presentación visual (unidad de salida) 71 constituida, por ejemplo,
por una LCD. De esta forma, el usuario puede medir una pluralidad
de biosensores diferentes que presentan objetivos de medición
diferentes, utilizando un aparato de medición 7.
Como en el caso del modo 1 de la forma de
realización, a continuación se citan ejemplos de soluciones de
muestra y sustratos que pueden someterse a la operación de medición
en el sistema de biosensor 4 según el modo 2 de la presente forma
de realización. Los ejemplos de soluciones de muestra están
constituidos por fluidos biológicos tales como la sangre, el fluido
intersticial, los fluidos de la piel, el sudor, las lágrimas y la
orina. Los ejemplos de sustratos están constituidos por la glucosa,
el colesterol y el ácido láctico. El sistema de biosensor 4 es
particularmente adecuado para cuantificar la glucosa, el ácido
láctico y el colesterol de la sangre de un cuerpo humano. La
diferencia entre el modo 2 de la forma de realización y el modo 1 de
la forma de realización es que en el modo 2 de la presente forma de
realización es posible someter por lo menos dos sustratos a la
operación de medición.
Los diversos elementos del sistema de biosensor
4 se describirán a continuación de manera más particular, tomando
la glucosa y el ácido láctico contenidos en la sangre de un cuerpo
humano como ejemplos de sustrato.
En primer lugar, se describirán los biosensores
5 y 6 con referencia a las figuras 6A y 6B y las figuras 7A y 7B,
respectivamente. En estas figuras, la figura 6A es una vista
explosionada oblicua esquemática del biosensor 5, mientras que la
figura 6B es una vista oblicua esquemática del biosensor 5. Además,
la figura 7A es una vista explosionada oblicua esquemática del
biosensor 6, mientras que la figura 7B es una vista oblicua
esquemática del biosensor 6.
El biosensor 5 es un biosensor (sensor de
glucosa) para medir la glucosa contenida en la sangre. El biosensor
5, representado en la figura 6A, comprende una parte de deposición
de gotas 51 (para la gota de solución de muestra), una primera
placa de base 52 (para el electrodo de trabajo), una primera parte
de extensión 520 (parte terminal de la primera placa de base 52 que
se extiende hacia afuera desde la posición indicada por la línea de
guiones y doble punto en la primera placa de base 52 en su dirección
de longitud, como se representa en la figura 6A), un electrodo de
trabajo (primer electrodo) 53, un conductor 530 (procedente del
primer electrodo 53 que está dispuesto en la primera placa de base
52 para extenderse hasta la superficie del lado superior de la
primera parte de extensión 520), una segunda placa de base 54 (para
el contra electrodo), una segunda parte de extensión 540 (parte de
la segunda placa de base 54 que se extiende hacia afuera desde la
posición indicada por la línea de guiones y doble punto en la
segunda placa de base 54 en su dirección de anchura, como se
representa en las figuras 6A y 6B), un contra electrodo (segundo
electrodo) 55, un conductor 550 (procedente del segundo electrodo
que está dispuesto en la segunda placa de base para extenderse hasta
la superficie del lado inferior de la segunda parte de extensión
540), un elemento separador 56, una capa de reactivo 57, una vía de
suministro de soluciones de muestra 58 y un orificio de ventilación
59.
Estos respectivos elementos presentan
estructuras y funciones similares a las del biosensor 2 del modo 1
de la forma de realización, empleándose los mismos nombres para
hacer referencia a dichos elementos (excepto en el caso de la
segunda parte de extensión), y omitiéndose por lo tanto la
descripción detallada de dichos elementos. Como en el caso del modo
1 de la forma de realización, términos tales como dirección de
arriba abajo (vertical), dirección de la longitud y dirección de la
anchura se utilizan en esta modalidad para expresar los mismos
significados. Por ejemplo, la dirección de arriba abajo es la
dirección de apilamiento de las respectivas placas de base.
La diferencia entre el biosensor 5 y el
biosensor 2 se halla en la forma de la segunda placa de base, más
particularmente en la forma de la segunda parte de extensión 540. Es
decir, la segunda parte de extensión 540 del biosensor 5 se
extiende en la dirección de la anchura desde solo un lado de la
segunda placa de base en relación con la primera placa de base 52.
Más particularmente, la segunda parte de extensión 540 se extiende
hacia afuera desde una posición correspondiente solo a uno de los
límites de la anchura de la primera placa de base 52. El lado de la
segunda parte de extensión 540 es el derecho, visto en la dirección
de la flecha DR5 representada en la figura 5A para el montaje del
biosensor 5 en el aparato de medición 7, manteniéndose la segunda
placa de base 54 en el lado superior y manteniéndose la primera
placa de base 52 en el lado inferior del biosensor 5.
Estos respectivos elementos del biosensor
representados en la figura 6A se apilan y montan en la dirección
vertical representada por las cinco líneas de guiones y puntos de la
figura 6A que se extienden verticalmente e indican las
correspondencias entre las posiciones para el apilamiento. De este
modo, se construye el biosensor 5 representado en la figura 6B. Las
disposiciones de los respectivos elementos de la vista oblicua
esquemática de la figura 6B presentan estructuras y funciones
similares a las del biosensor 2 (excepto en el caso de la segunda
parte de extensión), empleándose los mismos nombres para hacer
referencia a dichos elementos, y omitiéndose por lo tanto la
descripción detallada de los mismos.
El biosensor 5 con la estructura indicada es
ventajoso en la medida en que, debido al apilamiento de las placas
de base mutuamente diferentes (primera placa de base 52 y segunda
placa de base 54), es fácil para el usuario reconocer y diferenciar
visualmente y táctilmente entre el lado superior y el lado inferior
(en la dirección vertical) y entre el lado delantero y el lado
trasero (en la dirección de la longitud) del biosensor 5.
El biosensor 6 es un biosensor (sensor de ácido
láctico) para medir el ácido láctico contenido en la sangre. El
biosensor 6, representado en la figura 7A, comprende una parte de
deposición de gotas 61 (para la gota de solución de muestra), una
primera placa de base 62 (para el electrodo de trabajo) y una
primera parte de extensión 620 (parte terminal de la primera placa
de base 62 que se extiende hacia afuera desde la posición indicada
por la línea de guiones y doble punto en la primera placa de base 62
en su dirección de longitud, como se representa en la figura
7A).
En el presente caso, es preferible que la
primera parte de extensión 620 tenga la misma forma y el mismo
tamaño que la primera parte de extensión 520 para simplificar la
estructura del aparato de medición 7.
El biosensor 6 comprende además un electrodo de
trabajo (primer electrodo) 63, un conductor 630 (procedente del
primer electrodo 63 que está dispuesto en la primera placa de base
62 para extenderse hasta la superficie del lado superior de la
primera parte de extensión 620), una segunda placa de base 64 (para
el contra electrodo), una segunda parte de extensión 640 (parte de
la segunda placa de base 64 que se extiende hacia afuera desde la
posición indicada por la línea de guiones y doble punto en la
segunda placa de base 64 en su dirección de anchura, tal como se
representa en las figuras 7A y 7B), un contra electrodo (segundo
electrodo) 65, un conductor 650 (procedente del segundo electrodo
que está dispuesto en la segunda placa de base para extenderse
hasta la superficie del lado inferior de la segunda parte de
extensión 640), un elemento separador 66, una capa de reactivo 67,
una vía de suministro de soluciones de muestra 68 y un orificio de
ventilación 69.
Estos respectivos elementos presentan
estructuras y funciones similares a las del biosensor 5 descrito
anteriormente, empleándose mutuamente los mismos nombres para hacer
referencia a dichos elementos (excepto en el caso de la segunda
parte de extensión), y omitiéndose por lo tanto la descripción
detallada de los mismos.
Como es evidente a partir de las descripciones
anteriores, el biosensor 6 es diferente del biosensor 5 con
respecto a los dos puntos siguientes.
El primer punto es la dirección en la que se
extiende la segunda parte de extensión dispuesta en la segunda
placa de base. Más particularmente, la dirección de la anchura en la
que se extiende la segunda parte de extensión 640 de la figura 7A o
7B es opuesta a la dirección de la anchura en la que se extiende la
segunda parte de extensión 540 de la figura 6A o 6B, y entonces la
forma de la segunda placa de base de la figura 7A o 7B es diferente
de la de la segunda placa de base de la figura 6A o 6B.
Por consiguiente, el lado de la segunda parte de
extensión 640 es el derecho, visto en la dirección de la flecha DR5
representada en la figura 5A para el montaje del biosensor 6 en el
aparato de medición 7, manteniéndose la segunda placa de base 64 en
el lado superior y manteniéndose la primera placa de base 62 en el
lado inferior del biosensor 6. En consecuencia, puede decirse que
la parte no común de la segunda placa de base de cada biosensor 5 y
6 presenta una forma específica. Más particularmente, la posición de
la segunda parte de extensión de cada biosensor, que es la parte no
común de la segunda placa de base, es una posición específica para
cada biosensor.
El segundo punto es el reactivo de la capa de
reactivo. La capa de reactivo 67 comprende un mediador electrónico
y un polímero hidrofílico similares a los de la capa de reactivo 57.
No obstante, en la capa de reactivo 67, se utiliza una lactato
oxidasa como enzima en lugar de la glucosa oxidasa utilizada como
enzima en la capa de reactivo 57.
A modo de resumen del primer punto y el segundo
punto descritos anteriormente, se puede concluir que la parte no
común de la segunda placa de base presenta una forma especifica o
está situada en una posición específica, correspondiente a un
sustrato específico de la capa de reactivo, tanto en el caso del
biosensor 5 como del biosensor 6.
Estos respectivos elementos del biosensor
representado en la figura 7A se apilan y montan en la dirección
vertical representada por cinco líneas de guiones y puntos en la
figura 7A que se extienden verticalmente e indican las
correspondencias entre las posiciones para el apilamiento. De este
modo, se construye el biosensor 6 representado en la figura 7B. Las
disposiciones de los respectivos elementos de la vista oblicua
esquemática de la figura 7B presentan estructuras y funciones
similares a las del biosensor 5 (excepto en el caso de la segunda
parte de extensión), empleándose los mismos nombres para hacer
referencia a dichos elementos, y omitiéndose por lo tanto la
descripción detallada de los mismos.
El biosensor que presenta dicha estructura 6 es
ventajoso en la medida que, debido al apilamiento de las placas de
base diferentes entre sí (primera placa de base 62 y segunda placa
de base 64), resulta fácil para el usuario reconocer y diferenciar
visualmente y táctilmente entre el lado superior y el lado inferior
(en la dirección vertical) y entre el lado delantero y el lado
trasero (en la dirección de la longitud) del biosensor 6.
Además, la segunda placa de base 64 del
biosensor 6 presenta una forma diferente a la de la segunda placa
de base 54 del biosensor 5, ya que la segunda parte de extensión 640
del biosensor 6 se extiende en una dirección de la anchura que es
contraria a la dirección de la anchura en la cual se extiende la
segunda parte de extensión 540 del biosensor 5. Dicho de otro modo,
cada una de las segundas placas de base 54 y 64 presenta una forma
específica (correspondiente a la capa de reactivo específica o el
sustrato específico). En consecuencia, resulta fácil para el
usuario diferenciar visualmente y táctilmente entre los dos sensores
5 y 6.
A continuación, se describirá en detalle el
aparato de medición 7 en el cual se montará cada uno de los
biosensores 5 y 6.
La parte de montaje de sensor 70 del aparato de
medición 7 presenta una forma que permite que las segundas partes
de extensión 540 y 640 de los biosensores 6 y 7 se sitúen en
posiciones de la parte de montaje de sensor que son diferentes
entre sí. Dicha estructura de la parte de montaje de sensor 70 se
describirá con referencia a la vista ampliada esquemática de la
figura 5B, en la que se representa la parte de montaje de sensor 70
vista en la dirección de la flecha DR5.
La parte de montaje de sensor 70 comprende las
superficies de las entradas que se componen de los espacios D, E y
F. Es decir, la entrada presenta sustancialmente una forma de T,
dentro de la cual puede montarse el biosensor 5 que presenta la
segunda parte de extensión en su lado derecho con respecto a la
dirección de la flecha DR5, o el biosensor 6 que presenta la
segunda parte de extensión en su lado izquierdo con respecto a la
dirección de la flecha DR5 en la parte de montaje de sensor 70,
manteniéndose la posición de cada biosensor de tal forma que la
segunda placa de base quede situada en el lado superior de cada
biosensor. Más particularmente, el espacio D (cuya superficie de
entrada es un rectángulo definido por los puntos de vértice d1, d5,
d6 y d10 como se representa en la figura 5B), el espacio E (cuya
superficie de entrada es un rectángulo definido por los puntos de
vértice d9, d6, d7 y d8 como se representa en la figura 5B) y el
espacio F (cuya superficie de entrada es un rectángulo definido por
los puntos de vértice d2, d3, d4 y d5) constituyen el espacio de la
parte de montaje de sensor 70.
El biosensor 5 se adapta o se corresponde con
los espacios D y E de la parte de montaje de sensor 70, y la
segunda parte de extensión 540 del biosensor 5 se adapta o se
corresponde con el espacio E de dicha parte de montaje de sensor
70. Por otro lado, el biosensor 6 se adapta o se corresponde con los
espacios D y F de la parte de montaje de sensor 70, y la segunda
parte de extensión 640 del biosensor 6 se adapta o se corresponde
con el espacio F de dicha parte de montaje de sensor 70.
Dicho de otro modo, el espacio D es un espacio
común (primera zona) dentro del cual se pueden adaptar o se pueden
corresponder ambos biosensores 5 y 6. Por otro lado, cada uno de los
espacios E y F es un espacio no común (segunda zona) dentro del
cual solo se puede adaptar o solo se puede corresponder uno de los
biosensores (en particular, solo una de las segundas partes de
extensión). Además, la anchura (W3 + W4 en la figura 5B) del
espacio dentro del cual se adapta la segunda placa de base 54 del
biosensor 5 es superior a la anchura (W3 en la figura 5B) del
espacio dentro del cual se adapta la primera placa de base 52.
Asimismo, la anchura (W3 + W5 en la figura 5B) del espacio dentro
del cual se adapta la segunda placa de base 64 del biosensor 6 es
superior a la anchura (W3 en la figura 5B) del espacio dentro del
cual se adapta la primera placa de base 62.
En consecuencia, el usuario no puede montar ni
el biosensor 5 ni el biosensor 6 en el aparato de medición en la
posición boca abajo, es decir en la dirección de arriba abajo
inversa (vertical inversa). Más particularmente, el biosensor 5 (6)
no puede montarse en el aparato de medición cuando la segunda placa
de base 54 (64) está situada en el lado inferior del biosensor y la
primera placa de base 52 (62) está situada en el lado superior del
biosensor. Dicha estructura de cada biosensor se corresponde también
con la estructura de la parte de montaje de sensor 30, tal como se
representa en la vista en perspectiva esquemática de la figura
11.
Asimismo, la parte inferior del espacio D
presenta una forma que se adapta o se corresponde con la primera
parte de extensión 520 (620) del biosensor 5 (6). Con referencia a
la figura 11, la primera extensión 520 (620) se adapta o se
corresponde con el espacio en forma de paralelepípedo rectangular
definido por los puntos b1, b2, b9, b10, c1, c2, c9 y c10. Por lo
tanto, esto significa que la parte inferior del espacio D presenta
una profundidad que alcanza un plano terminal definido por los
puntos c1, c2, c9 y c10, hasta el cual puede insertarse la primera
parte de extensión.
Además, debido a dicha estructura, el usuario no
puede montar el biosensor 5 (6) en la dirección de delante atrás
inversa. Más particularmente, el biosensor 5 (6) no puede montarse
en el aparato de medición cuando la parte de deposición de gotas de
solución de muestra 51 (61) está situada en el lado delantero, y la
primera parte de extensión 520 (620) está situada en el lado
trasero del biosensor en la dirección hacia la parte de montaje de
sensor 70.
Debido a la estructura del biosensor y la parte
de montaje de sensor del aparato de medición, es posible prevenir
de una manera segura la inserción o el montaje erróneo de los
biosensores 5 y 6 en el aparato de medición 7 (en particular, la
inserción en la dirección de arriba abajo inversa o la dirección de
delante atrás inversa).
A continuación, se describirá la operación de
medición del sistema de biosensor que presenta el biosensor 5 (6)
montado en el aparato de medición 7, con referencia a las figuras
6A, 6B, 7A, 7B, 8A y 8B.
La figura 8A es un diagrama de bloques
esquemático que representa un biosensor 5 (vista en planta desde
arriba) y un aparato de medición 7, mientras que la figura 8B es un
diagrama de bloques esquemático que representa un biosensor 6
(vista en planta desde arriba) y un aparato de medición 7.
En el aparato de medición 7 representado en la
figura 8A y la figura 8B, existe un conector (primer terminal de
conexión) 72a que está conectado eléctricamente a un conductor 530
(630) dispuesto en la primera parte de extensión 520 (620) del
biosensor 5 (6) y que está expuesto al exterior. Este conector 72a
ocupa una posición en la que entra en contacto con el espacio D de
la parte de montaje de sensor 70 (representada en la figura 5B).
Existe otro conector (segundo terminal de conexión) 72b que está
conectado eléctricamente a un conductor 550 dispuesto en la segunda
parte de extensión 540 del biosensor 5 y que está expuesto al
exterior. Este conector 72b ocupa una posición en la que entra en
contacto con el espacio E de la parte de montaje de sensor 70
(representada en la figura 5B). Además, existe otro conector
(segundo terminal de conexión) 72c que está conectado
eléctricamente al conductor 650 dispuesto en la segunda parte de
extensión 640 del biosensor 6 y que está expuesto al exterior. Este
conector 72c ocupa una posición en la que entra en contacto con el
espacio F de la parte de montaje de sensor 70 (representada en
la
figura 5B).
figura 5B).
Asimismo, se dispone de un interruptor 73b entre
el conector 72b y tierra, y un interruptor 73c entre el conector
72C y tierra. Un circuito de generación de potencial 78 está
conectado a un circuito de conversión de
corriente-voltaje (I/V) 74. El circuito de
conversión de corriente-voltaje 74 está conectado
eléctricamente al conector 72a. El valor de voltaje obtenido a
partir de este circuito de corriente-volaje 74 se
convierte en unos impulsos mediante un circuito de conversión A/D
75.
En el aparato de medición, se dispone además de
una memoria 76 que presenta una primera tabla de cálculo y una
segunda tabla de cálculo. La primera tabla de cálculo es una tabla
que contiene datos que indican la relación entre el número de
impulsos obtenidos a partir del circuito de conversión A/C 75 y la
concentración de glucosa en sangre. La segunda tabla de cálculo es
una tabla que contiene datos que indican la relación entre el número
de impulsos obtenidos a partir del circuito de conversión A/C 75 y
la concentración de ácido láctico en sangre.
Una unidad central de procesamiento (CPU) 77
dirige diversas operaciones, incluida la de
conexión-desconexión de los interruptores 73b y
73c, la operación de medición y la operación de cálculo, basándose
en el número de impulsos obtenidos en el circuito de conversión A/D
75 y la primera o la segunda tabla de cálculo almacenadas en la
memoria 76, generándose de ese modo un valor calculado
correspondiente a un sustrato de destino de la solución de muestra.
El valor calculado se presenta en una unidad de presentación visual
constituida por una pantalla de cristal líquido (LCD) 71. En lugar
de utilizar dicha unidad de presentación visual, también es posible
utilizar como unidad de salida un sintetizador de voz para facilitar
el valor calculado por medios acústicos. También es posible
facilitar el valor calculado de otras maneras, por ejemplo,
almacenando dicho valor en el disco duro de un ordenador personal
externo, es decir, extrayendo dicho valor fuera del aparato de
medición a través de una red.
En primer lugar, se describirá el caso del
montaje del biosensor 5 en el aparato de medición 7, con referencia
a la figura 8A, la figura 6A y la figura 6B. Cuando se monta el
biosensor 5 en el aparato de medición 7, el conductor 530 conectado
eléctricamente al electrodo de trabajo 53 se conecta al conector
72a, mientras que el conductor 550 conectado eléctricamente al
contra electrodo 55 se conecta al conector 72b.
El usuario deposita una gota de sangre (solución
de muestra) en la parte de deposición de gotas de solución de
muestra 51, una vez que se ha montado el biosensor 5 en el aparato
de medición 7. La gota de sangre depositada es succionada por
capilaridad hacia la vía de suministro de soluciones de muestra 58.
A continuación, una capa de reactivo (no representada en la figura
8A, pero sí en la figura 6A con el número de referencia 57) se
disuelve en la sangre y entonces tiene lugar una reacción de
oxidación-reducción del mediador electrónico en la
capa de reactivo.
Más particularmente, lo que se disuelve en la
sangre es la glucosa oxidasa, que es una enzima contenida en la
capa de reactivo, y el ferricianuro potásico, que es un mediador
electrónico. Por consiguiente, se produce la reacción enzimática
entre la glucosa en sangre y la glucosa oxidasa, y se generan
electrones. Entonces, el ferricianuro potásico se reduce a
ferrocianuro potásico mediante dichos electrones generados.
El aparato de medición 7 es capaz de
diferenciar, pues, si el sensor montado es el biosensor 5 o el
biosensor 6 de la manera siguiente. La CPU 77 conecta de forma
alterna los interruptores 73b y 73c y, por consiguiente, se aplica
de forma alterna un voltaje entre el par de conectores 72a y 72b y
entre el par de conectores 72a y 72c. De este modo, la CPU 77
detecta entre cuál de los dos pares de conectores se establece la
conducción eléctrica.
Cuando se detecta conducción eléctrica entre el
par de conectores 72a y 73b, la CPU 77 reconoce que el biosensor
montado es el biosensor 5, es decir, el sensor de glucosa. Por otro
lado, cuando se detecta conducción eléctrica entre el par de
conectores 72a y 73c, la CPU 77 reconoce que el biosensor montado es
el biosensor 6, es decir, el sensor de ácido láctico.
Puesto que en este caso el biosensor que se ha
montado en el aparato de medición 7 es el biosensor 5, se establece
conducción eléctrica entre el par de conectores 72a y 72b y, por
ello, la CPU 77 reconoce que el biosensor montado es el biosensor
5.
La CPU 77 es operativa para conectar el
interruptor 73b al cabo de cierto tiempo tras el inicio de la
medición. De este modo, se genera cierta diferencia de potencial
(diferencia de potencial entre el potencial de tierra y el
potencial generado por el circuito de generación de potencial 78)
entre el electrodo de trabajo 53 y el contra electrodo 55 por medio
de los conectores 72a y 72b y los respectivos conductores conectados
a los electrodos. Dicho de otro modo, utilizando como referencia el
potencial del contra electrodo 55, se aplica cierto voltaje al
electrodo de trabajo 53.
A continuación, el ferrocianuro potásico, que es
un producto de la reducción del ferricianuro potásico, se oxida de
nuevo a ferricianuro potásico, estableciéndose entonces un flujo de
corriente eléctrica entre el electrodo de trabajo 53 y el contra
electrodo 55 proporcional a la concentración de glucosa en
sangre.
En el biosensor 5, el electrodo de trabajo 53 y
el contra electrodo 55 ocupan posiciones opuestas entre sí y están
separados por la vía de suministro de soluciones de muestra 58. En
consecuencia, la transferencia iónica entre ambos tiene lugar de
manera adecuada. Por lo tanto, aun cuando la gota de sangre que se
desea medir esté presente en una cantidad de traza, se establecerá
un flujo de corriente eléctrica proporcional a la concentración de
glucosa. Así pues, el aparato de medición 7 puede utilizarse para
realizar operaciones de medición con alta sensibilidad incluso con
sangre en cantidad de traza.
El circuito de conversión de
corriente-voltaje 74 convierte la corriente
eléctrica proporcional a la concentración de glucosa en un voltaje.
Entonces, el circuito de conversión A/D 75 convierte dicho valor de
voltaje en unos impulsos, y a continuación dichos impulsos se
transmiten a la CPU 77. La CPU 77 realiza entonces el recuento del
número de dichos impulsos. Puesto que la CPU 77 ha reconocido que el
sensor montado es el biosensor 5 (sensor de glucosa), la CPU 77
selecciona la primera tabla de cálculo de las dos tablas de cálculo
almacenadas en la memoria 76 y realiza un cálculo basándose en la
primera tabla de cálculo para obtener de ese modo la concentración
de glucosa en sangre. El valor calculado se presenta en la LCD
71.
A continuación, se describirá el caso del
montaje del biosensor 6 en el aparato de medición 7, con referencia
a la figura 8B, la figura 7A y la figura 7B. Cuando se monta el
biosensor 6 en el aparato de medición 7, el conductor 630 conectado
eléctricamente al electrodo de trabajo 63 se conecta al conector
72a, mientras que el conductor 650 conectado eléctricamente al
contra electrodo 65 se conecta al conector 72c.
El usuario deposita una gota de sangre (solución
de muestra) en la parte de deposición de gotas de solución de
muestra 61, una vez que el biosensor 6 se ha montado en el aparato
de medición 7. La gota de sangre depositada es succionada por
capilaridad hacia la vía de suministro de soluciones de muestra 68.
A continuación, una capa de reactivo (no representada en la figura
8B, pero sí en la figura 7A con el número de referencia 67) se
disuelve en la sangre, y entonces se produce una reacción de
oxidación-reducción del mediador electrónico en la
capa de reactivo.
Más particularmente, lo que se disuelve en la
sangre es la lactato oxidasa, que es una enzima contenida en la
capa de reactivo, y el ferricianuro potásico, que es un mediador
electrónico. De este modo, se produce una reacción enzimática entre
el ácido láctico de la sangre y la lactato oxidasa y, por
consiguiente, se generan electrones. De esta forma, el ferricianuro
potásico se reduce a ferrocianuro potásico mediante dichos
electrones generados.
El aparato de medición 7 es capaz de diferenciar
entonces si el sensor montado es el biosensor 5 o el biosensor 6 de
la misma manera descrita anteriormente. Es decir, la CPU 77 conecta
de forma alterna los interruptores 73b y 73c, y de este modo se
aplica de forma alternada un voltaje entre el par de conectores 72a
y 72b y entre el par de conectores 72a y 72c. Así pues, la CPU 77
detecta entre cuál de los dos pares de conectores se establece la
conducción eléctrica.
Puesto que en este caso el biosensor que se ha
montado en el aparato de medición 7 es el biosensor 6, la conducción
eléctrica se establece entre el par de conectores 72a y 72c, y por
consiguiente la CPU 77 reconoce que el biosensor montado es el
biosensor 6.
La CPU 77 es operativa para conectar el
interruptor 73c al cabo de cierto tiempo tras el inicio de la
medición. De este modo, se genera cierta diferencia de potencial
(diferencia de potencial entre el potencial de tierra y el
potencial generado por el circuito de generación de potencial 78)
entre el electrodo de trabajo 63 y el contra electrodo 65 por medio
de los conectores 72a y 72c y los respectivos conductores conectados
a los electrodos. Dicho de otro modo, utilizando como referencia el
potencial del contra electrodo 65, se aplica cierto voltaje al
electrodo de trabajo 63.
A continuación, el ferrocianuro potásico, que es
un producto de la reducción del ferricianuro potásico, se oxida
nuevamente a ferricianuro potásico, estableciéndose de ese modo un
flujo de corriente eléctrica entre el electrodo de trabajo 63 y el
contra electrodo 65 proporcional a la concentración de ácido láctico
en sangre.
En el biosensor 6, el electrodo de trabajo 63 y
el contra electrodo 65 ocupan posiciones opuestas entre sí y están
separados por la vía de suministro de soluciones de muestra 68. En
consecuencia, la transferencia iónica entre dichos electrodos tiene
lugar de manera satisfactoria. Por lo tanto, aunque la gota de
sangre que se va a medir esté presente en una cantidad de traza, se
establecerá un flujo de corriente eléctrica proporcional a la
concentración de ácido láctico. Así pues, el aparato de medición 7
puede utilizarse para realizar una operación de medición de alta
sensibilidad, aunque la sangre esté presente en una cantidad de
traza.
La corriente eléctrica proporcional a la
concentración de ácido láctico se convierte en un voltaje mediante
el circuito de conversión corriente-voltaje 74. El
circuito de conversión A/D 75 convierte además dicho valor de
voltaje en unos impulsos, y dichos impulsos se transmiten a
continuación a la CPU 77. La CPU 77 realiza entonces el recuento
del número de dichos impulsos. Puesto que la CPU 77 ha reconocido
que el sensor montado es el biosensor 6 (sensor de ácido láctico),
la CPU 77 selecciona la segunda tabla de cálculo de las dos tablas
de cálculo almacenadas en la memoria 76, y realiza un cálculo
basándose en la segunda tabla de cálculo, para obtener de ese modo
la concentración de ácido láctico en la sangre. El valor calculado
se presenta en la LCD 71.
De conformidad con la disposición del sistema de
biosensor descrito anteriormente, el usuario puede medir la glucosa
y el ácido láctico utilizando una combinación de un sensor de
glucosa y un sensor de ácido láctico. Esta combinación específica
de los dos biosensores puede utilizarse con eficacia en el
tratamiento con ejercicios empleado para tratar la diabetes. Más
particularmente, el usuario puede evaluar el nivel de azúcar en
sangre midiendo la concentración de glucosa en la sangre mediante
un sensor de glucosa, y evaluar también el nivel de carga de
ejercicios midiendo la concentración de ácido láctico en la sangre
mediante un sensor de ácido láctico. Un sistema que sea capaz de
medir una pluralidad de sustratos de destino de medición mediante un
aparato de medición 7 resultará, pues, conveniente para el
usuario.
Debe tenerse en cuenta que la combinación del
biosensor 5 y el biosensor 6 no está limitada a la descrita
anteriormente. Por ejemplo, puede utilizarse adecuadamente una
combinación de un sensor de glucosa y un sensor de colesterol,
considerada operativa en el reconocimiento clínico, en lugar de
dichos dos biosensores (para dos sustratos de destino de medición)
en un aparato de medición como el de la presente modalidad de forma
de realización.
Además, también es posible cambiar las formas de
la primera y la segunda placas de base del biosensor 5 (6), de tal
modo que la forma de la primera parte de extensión 520 (620) se
sustituye por la segunda parte de extensión 540 (640). En otros
términos, es posible que la primera placa de base 52 (62) presente
una parte de extensión que se extiende hacia afuera en su dirección
de anchura desde una posición correspondiente a un límite de la
anchura de la segunda placa de base, y que la segunda placa de base
54 (64) presente una segunda parte de extensión que se extiende
hacia afuera en su dirección de longitud desde una posición
correspondiente a un límite de la longitud de la primera placa de
base. En tal caso, es necesario hacer que la forma de la parte de
montaje de sensor 70 del aparato de medición 7 se corresponda con la
forma cambiada del biosensor que presenta dichas formas cambiadas
de las dos placas de base.
En el ejemplo descrito anteriormente, se
utilizan dos tipos de biosensores. No obstante, también es posible
utilizar tres tipos o más de tres tipos de biosensores en un aparato
de medición, si el diseño de la parte de montaje de sensor 70 del
aparato de medición se ha cambiado para que coincida con los tres o
más biosensores de una manera similar a la descrita anteriormente,
y se han añadido las correspondientes tablas de cálculo en la
memoria 76.
Además, es posible realizar diversas
modificaciones en las formas de los biosensores del modo 2 de la
presente forma de realización dentro del concepto de la presente
invención, de una manera similar a la descrita en el modo 1 de la
forma de realización, utilizando la figura 12 como ejemplo.
A continuación, se describirá una modificación
del aparato de medición, que se realiza utilizando un mecanismo de
eyección del sensor. Es decir, en el aparato de medición según los
modos 1 y 2 de formas de realización, puede incorporarse un
mecanismo de eyección de sensor para expulsar un biosensor que se ha
montado en el aparato de medición, de una forma que resulta cómoda.
Se describirá un ejemplo de dicho mecanismo de eyección de sensor
con referencia a la figura 9 y las figuras 10A, 10B y 10C, en el que
los elementos que son similares a los descritos anteriormente solo
se describirán brevemente, mientras que el propio mecanismo de
eyección se describirá en detalle.
La figura 9 es una vista oblicua esquemática de
un ejemplo de sistema de biosensor 91, que comprende un mecanismo
de eyección de sensor para expulsar un biosensor 92 hacia afuera de
una parte de montaje de sensor de un aparato de medición 93. El
aparato de medición 93 también está provisto de una unidad de
presentación visual 931.
La figura 10A, la figura 10B y la figura 10C son
vistas en sección transversal esquemáticas de una parte terminal
del aparato de medición, principalmente de la parte de montaje de
sensor 930, obtenidas cortando por el plano Y-Y'
representado en la figura 9, en la que el plano Y-Y'
es vertical con respecto al plano superior de una de las paredes
103 del armazón del aparato de medición 93 y pasa a través del
centro de una de las dos aberturas en forma de hendidura 942
dispuestas en el lado superior de la pared 103. En estas figuras,
las figuras 10A y 10B, respectivamente, representan dicha
disposición antes y después del montaje del biosensor 92 en la parte
de montaje de sensor 930. Por otro lado, la figura 10C representa
una disposición en la que el biosensor 92 es empujado, para su
eyección, desde la parte de montaje de sensor 930.
El biosensor 92 comprende una primera placa de
base 922 que presenta una primera parte de extensión 920, y una
segunda placa de base 924 que presenta una segunda parte de
extensión 940. Existe un elemento separador 926 dispuesto entre las
dos placas de base. El biosensor 92 está insertado y montado en la
parte de montaje de sensor 930 en la dirección representada por la
flecha DR0. En la parte de montaje de sensor 930, sólo se monta una
parte del biosensor 92, en particular, una parte del mismo situada
entre la posición representada por la línea de guiones y doble
punto en la placa de base superior (segunda) verticalmente con
respecto a la dirección de la flecha DR0 y la posición terminal
(más cercana a la parte de montaje de sensor 930 y orientada hacia
esta) del biosensor en su dirección de longitud.
Haciendo referencia a las figuras 10A y 10C, el
espacio 104 de la parte de montaje de sensor 930 se corresponde con
la parte terminal de la segunda placa de base 924 que se compone de
dos segundas partes de extensión 940 y de la parte dispuesta entre
las dos segundas partes de extensión 940. El espacio 105 se
corresponde con el separador 926 y la primera placa de base 922. Un
espacio terminal 106 se corresponde con la primera parte de
extensión 920 de la primera placa de base 922. Además, si se
describen estos espacios con referencia a la figura 11, entonces el
espacio 104 se corresponde con el espacio en forma de paralelepípedo
rectangular definido por los puntos a4, a5, a6, a7, b4, b5, b6 y
b7, mientras que el espacio 106 se corresponde con el espacio en
forma de paralelepípedo rectangular definido por los puntos b1, b2,
b9, b10, c1, c2, c9 y c10.
La parte de montaje de sensor 930 está provista
de un elemento de expulsión de sensor 94. El elemento de expulsión
de sensor 94 comprende dos brazos 941 (de los cuales se representa
solo uno en las figuras 10A a 10C), que se introducen
respectivamente en los espacios 104 y 105 a través de dos aberturas
en forma de hendidura 942. El elemento de expulsión de sensor 94
está diseñado de tal forma que es capaz de deslizarse por las
aberturas 942. Más particularmente, el elemento de expulsión de
sensor 94 puede desplazarse manualmente en la dirección de la
flecha DR0 o en la dirección opuesta, utilizando una parte expuesta
al exterior del armazón 103 del aparato de medición 93. Además, el
elemento de expulsión de sensor puede desplazarse en la dirección de
la flecha DR0, cuando el biosensor se inserta y monta en la parte
de montaje de sensor 930 en la dirección DR0.
Se supondrá ahora que el elemento de expulsión
de sensor 94 está situado primeramente en la posición representada
en la figura 10A. Cuando se inserta el biosensor 92 en la parte de
montaje de sensor 930, la segundas partes de extensión 940 del
biosensor 92 entran en contacto con los brazos 941, con lo cual la
segunda parte de extensión y el brazo quedan situados en posiciones
colindantes. Cuando se inserta todavía más el biosensor 92 dentro
de la parte de montaje de sensor 930 desde dicha posición de
contacto, el biosensor 92 queda montado y encajado dentro de la
parte de montaje de sensor 930 como se representa en la figura 10B.
Más particularmente, los brazos 941 se empujan hasta que alcanzan
las partes terminales de las aberturas en forma de hendidura, y la
primera parte de extensión 920 del biosensor 92 queda encajada
dentro del espacio 106.
Se supondrá ahora que el biosensor 92 y el
elemento de expulsión de sensor 94 están situados en las posiciones
representadas en la figura 10B. Cuando el usuario empuja el elemento
de expulsión de sensor 94 hacia la posición terminal o la posición
de la entrada del aparato de medición 93 (en la dirección de la
izquierda en la figura 10B), mediante la parte expuesta del
elemento de expulsión de sensor 94, el biosensor 92 sale expulsado
hacia el exterior de la parte de montaje de sensor 930, como se
representa en la figura 10C. Es decir, según el mecanismo de
eyección del sensor representado en las figuras 10A a 10C, las
fuerzas de inserción y de expulsión se aplican en el punto de
contacto entre la segunda parte de extensión del biosensor y el
brazo del elemento de expulsión de sensor, o sea, la segunda parte
de extensión y el brazo se aplican mutuamente la fuerza de
inserción y la fuerza de expulsión.
Una ventaja de dicho mecanismo de eyección de
sensor es que permite expulsar el biosensor desde la parte de
montaje de sensor hacia fuera y desecharlo en caso de necesidad, sin
que el usuario necesite tocar directamente el biosensor tras la
medición. Esto constituye una ventaja también desde el punto de
vista sanitario.
Además, dicho mecanismo de eyección puede
utilizarse para un biosensor contenido en un cartucho de biosensores
que contiene una pluralidad de biosensores (no para un único
biosensor que se maneja individualmente como en los ejemplos
anteriores), tal como se describirá brevemente a continuación. Un
ejemplo de cartucho de biosensores es un cartucho cilíndrico que
contiene una pluralidad de biosensores dispuestos sobre la
superficie de un cilindro, de tal forma que la dirección de la
longitud de cada biosensor es paralela al eje central del cilindro.
Otro ejemplo de cartucho de biosensores es un cartucho de disco
circular, donde se disponen radialmente una pluralidad de
biosensores sobre la superficie de un disco, de tal forma que la
línea central de cada biosensor en su dirección de longitud
coincide con el centro del disco.
Un sistema de biosensor puede diseñarse para que
adopte una estructura y realice una operación tal como las
descritas a continuación. En primer lugar, dicho cartucho, ya sea
cilíndrico o de disco circular, se coloca en las proximidades del
aparato de medición, de tal forma que una posición terminal de un
biosensor (contenido en dicho cartucho) en su dirección de longitud
(por ejemplo, la posición terminal de la parte terminal del
biosensor 20 de la figura 1 orientada hacia el aparato de medición)
queda orientada hacia la parte de montaje de sensor (por ejemplo,
la parte de montaje de sensor 30 de la figura 1) del aparato de
medición. El biosensor orientado de esta forma se monta en la parte
de montaje de sensor, y a continuación se somete a la medición
prevista. Tras la medición, el biosensor se expulsa hacia el
exterior de la parte de montaje de sensor, de una manera que
permite que, en caso de necesidad, el biosensor pueda colocarse otra
vez en el lugar en el que se hallaba dentro del cartucho para
contener de nuevo el biosensor que ha sido sometido a la medición,
o de una manera que permite simplemente expulsar el biosensor hacia
afuera del aparato de medición.
Una de las ventajas de dicho cartucho de
biosensores es que permite montar fácilmente una pluralidad de
biosensores dentro de un aparato de medición y expulsarlos
fácilmente hacia el exterior de dicho aparato de medición.
Tal como se indica en la descripción anterior,
la presente invención provee un biosensor y un aparato de medición
para un biosensor, con los cuales resulta fácil prevenir la
inserción o el montaje erróneo por el usuario del biosensor dentro
del aparato de medición. Además, permite medir convenientemente una
pluralidad de biosensores diferentes mediante un aparato de
medición.
Aunque la presente invención se ha descrito en
términos de las formas de realización preferidas actualmente, debe
tenerse en cuenta que dicha exposición no pretende ser limitativa.
Sin duda alguna, los expertos en la materia a la cual pertenece la
presente invención deducirán diversas alteraciones y modificaciones
posibles tras consultar la exposición anterior. En consecuencia,
las reivindicaciones adjuntas pretenden abarcar todas las
alteraciones y modificaciones comprendidas dentro del verdadero
sentido y alcance de la presente invención.
Claims (15)
1. Biosensor que comprende: una primera placa de
base aislante (22) que comprende un primer electrodo (23) dispuesto
en la misma, y una segunda placa de base aislante (24) que comprende
un segundo electrodo (25) dispuesto en la misma, ocupando dicho
primer y dicho segundo electrodos posiciones opuestas entre sí; y un
primer conductor (230) dispuesto en dicha primera placa de base y
conectado a dicho primer electrodo y un segundo conductor (250)
dispuesto en dicha segunda placa de base y conectado a dicho segundo
electrodo;
en el que dicha primera placa de base comprende
una primera parte de extensión (220) que se extiende en la
dirección de la longitud de dicha primera placa de base desde una
posición correspondiente a un extremo de dicha segunda placa de
base en su dirección de longitud, y presenta por lo menos una parte
de dicho primer conductor expuesta al exterior, y
en el que segunda placa de base comprende una
segunda parte de extensión (240) que se extiende en una dirección
de la anchura de dicha segunda placa de base desde una posición
correspondiente a un extremo de dicha primera placa de base en su
dirección de anchura, y presenta por lo menos una parte de dicho
segundo conductor expuesta al exterior.
2. Biosensor según la reivindicación 1, en el
que dicha segunda placa de base comprende dos de dichas segundas
partes de extensión (240), una de las cuales se extiende en dicha
dirección de la anchura de dicha segunda placa de base desde dicha
posición correspondiente a dicho extremo de dicha primera placa de
base en su dirección de anchura, y la otra se extiende en dicha
dirección de la anchura de dicha segunda placa de base desde otra
posición correspondiente a otro extremo de dicha primera placa de
base en su dirección de anchura.
3. Biosensor según la reivindicación 1, que
comprende asimismo: una vía de suministro de soluciones de muestra
(28) para suministrar una solución de muestra que contiene uno o más
sustratos, de tal manera que dicha solución de muestra entra en
contacto con dicho primer electrodo y dicho segundo electrodo; y un
reactivo que puede reaccionar con por lo menos un sustrato
específico de dichos uno o más sustratos, en el que dicha primera
placa de base o dicha segunda placa de base presentan una forma que
presenta una parte común y una parte no común, presentando dicha
parte no común (540, 640) una forma específica correspondiente a
dicho sustrato específico.
4. Biosensor según la reivindicación 3, en el
que dicha primera parte de extensión de dicha primera placa de base
o dicha segunda parte de extensión de dicha segunda placa de base
está situada en una posición específica correspondiente a dicho
sustrato específico.
5. Biosensor según la reivindicación 4, en el
que dicha posición específica de dicha segunda parte de extensión
de dicha segunda placa de base es la posición de la izquierda o la
posición de la derecha, correspondiente a dicho sustrato
específico, en dicha dirección de la longitud de dicha segunda placa
de base.
6. Biosensor según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, adecuado para ser utilizado con una
solución de muestra que contiene los sustratos de glucosa y ácido
láctico.
7. Aparato de medición para un biosensor, que
comprende una parte de montaje de sensor (30, 70) para el montaje
del biosensor según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el
que dicha parte de montaje de sensor comprende unas partes
segmentadas dispuestas respectivamente en unas posiciones
correspondientes a dicha parte común y dicha parte no común de
dicha primera placa de base o dicha segunda placa de base, y en el
que cuando dicho biosensor está montado en dicha parte de montaje
de sensor, dicho sustrato específico de dicho biosensor se
diferencia por medio de la posición de dicha parte segmentada de
dicha parte de montaje de sensor correspondiente a dicha parte no
común de dicha primera placa de base o dicha segunda placa de
base.
8. Aparato de medición según la reivindicación
7, en el que dicha parte de montaje de sensor comprende un espacio
de instalación íntegra al mismo, comprendiendo dicho espacio: una
primera zona correspondiente a dicha parte común de dicha forma de
dicha primera placa de base o dicha segunda placa de base; y una
segunda zona correspondiente a dicha parte no común de dicha forma
de dicha primera placa de base o dicha segunda placa de base.
9. Aparato de medición según la reivindicación
8, que comprende asimismo: un primer terminal de conexión eléctrica
dispuesto en su interior para entrar en contacto con dicha primera
zona de dicho espacio de instalación íntegra; y una pluralidad de
segundos terminales de conexión eléctrica dispuestos en su interior
para entrar en contacto con dicha segunda zona de dicho espacio de
instalación íntegra,
en el que cuando dicho biosensor está montado en
dicha parte de montaje de sensor, uno de dichos primer y segundo
conductores se conecta a dicho primer terminal de conexión
eléctrica, y el otro de dichos primer y segundo conductores se
conecta a uno de dicha pluralidad de los segundos terminales de
conexión eléctrica de dicha pluralidad, y
en el que dicho sustrato específico de dicho
biosensor se diferencia mediante dicho uno de dicha pluralidad de
segundos terminales de conexión eléctrica, al cual se conecta dicho
otro de dichos primer y segundo conductores.
10. Aparato de medición para un biosensor, que
comprende una abertura de montaje de sensor para montar en su
interior un biosensor que comprende una primera placa de base y una
segunda placa de base, en el que dicha abertura de montaje de
sensor comprende: una primera parte segmentada de montaje del sensor
correspondiente a dicha primera placa de base de dicho biosensor, y
una segunda parte segmentada de montaje de sensor correspondiente a
dicha segunda placa de base de dicho biosensor, y en el que dicha
primera parte segmentada de montaje de sensor presenta una anchura
diferente a la de dicha segunda parte segmentada de montaje de
sensor.
11. Aparato de medición según la reivindicación
10, en el que: dicha primera placa de base de dicho biosensor
comprende un primer electrodo y un primer conductor dispuestos en la
misma, estando conectado dicho primer conductor a dicho primer
electrodo; dicha segunda placa de base comprende un segundo
electrodo y un segundo conductor dispuestos en la misma, estando
conectado dicho segundo conductor a dicho segundo electrodo; y dicho
primer y dicho segundo electrodos están situados en posiciones
opuestas entre sí,
en el que dicha primera placa de base comprende
una primera parte de extensión que se extiende en una dirección de
la longitud de dicha primera placa de base desde una posición
correspondiente a un extremo de dicha segunda placa de base en su
dirección de longitud, y presenta por lo menos una parte de dicho
primer conductor expuesta al exterior, y
en el que dicha segunda placa de base comprende
una segunda parte de extensión que se extiende en la dirección de
la anchura de dicha segunda placa de base desde una posición
correspondiente a un extremo de dicha primera placa de base en su
dirección de anchura, y presenta por lo menos una parte de dicho
segundo conductor expuesta al exterior.
12. Aparato de medición según la reivindicación
11, que comprende asimismo: un primer terminal de conexión
eléctrica que se va a conectar con dicha parte expuesta de dicho
primer conductor, y un segundo terminal de conexión eléctrica que
se va a conectar con dicha parte expuesta de dicho segundo conductor
de dicho biosensor cuando dicho biosensor está montado en dicha
parte de montaje de sensor; y una fuente de alimentación de
excitación acoplada a dicho primer y dicho segundo terminales de
conexión eléctrica para aplicar un voltaje a dicho primero y dicho
segundo electrodos de dicho biosensor a través de dicho primer y
dicho segundo terminales de conexión eléctrica.
13. Aparato de medición según la reivindicación
12, que comprende asimismo: un procesador de señales que se va a
acoplar funcionalmente a dicho primer electrodo y dicho segundo
electrodo de dicho biosensor para realizar un procesamiento de
cálculo con un valor de la corriente eléctrica que fluye en dicho
primer electrodo y dicho segundo electrodo, generándose de ese modo
un valor calculado; y una unidad de salida acoplada funcionalmente
a dicho procesador de señales para facilitar dicho valor calculado
mediante dicho cálculo de dicho procesador de señales; mediante los
cuales, cuando se facilita a dicho biosensor una solución de muestra
que contiene un sustrato, y cuando dicho biosensor está montado en
dicha parte de montaje de sensor, se calcula la cantidad de dicho
sustrato por medio de dicho procesamiento de cálculo de dicho
procesador de señales, y se transmite dicho valor calculado a dicha
unidad de salida.
14. Aparato de medición según la reivindicación
11, que comprende asimismo un elemento de expulsión de sensor (94)
dispuesto en dicha parte de montaje de sensor para expulsar dicho
biosensor hacia afuera de dicha parte de montaje de sensor, de tal
forma que dicho elemento de expulsión aplica a dicho biosensor una
fuerza de expulsión.
15. Aparato de medición según la reivindicación
14, en el que dicha fuerza de expulsión ejercida por dicho elemento
de expulsión está dispuesta a tope entre dicho elemento de expulsión
y dicha segunda parte de extensión de dicho biosensor.
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