ES2350489T3 - Dispositivo de ensayo electroquímico y métodos relacionados. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de análisis electroquímico que comprende un substrato inferior con un primer electrodo dispuesto sobre el mismo, un substrato superior con un segundo electrodo dispuesto sobre el mismo, y un espaciador dispuesto entre los substratos inferior y superior y con una abertura en el mismo, mediante el cual se define un espacio receptor de la muestra que tiene una superficie inferior con el primer electrodo dispuesto en la misma, una superficie superior, frente al primer electrodo, con el segundo electrodo dispuesto en la misma, y las paredes laterales formadas a partir de los bordes de la abertura en el separador; y un reactivo que comprende un material redox activo que se oxida en el primer electrodo y que se reduce en el segundo electrodo cuando se usa el dispositivo; en donde en el dispositivo de análisis antes de la introducción de una muestra líquida, el reactivo se dispone en una capa seca que cubre al menos una parte del primer o del segundo electrodo y al menos una parte de las paredes laterales, extendiéndose dicha capa de forma continua desde el electrodo cubierto y hacia arriba a lo largo de las paredes.
Description
Esta solicitud se refiere a dispositivos de ensayo electroquímico en forma de tiras de análisis de un único uso para detectar la presencia o cantidad de un analito en una muestra y a los métodos de elaboración y de uso de tales dispositivos.
Se conocen tiras de análisis de un único uso desechables para la detección electroquímica de analitos tales como la glucosa. En tales tiras de análisis, se introduce una muestra en la tira de análisis para ponerla en contacto con al menos dos electrodos. La oxidación o reducción del analito se observa como una corriente generada entre los dos electrodos. Usando como ejemplo la detección de glucosa en una celda de conducción, como se ilustra en la Figura 1, la glucosa se oxida por la enzima glucosa oxidasa para formar gluconolactona y la enzima reducida. La forma oxidada de la enzima se regenera por reacción con un mediador oxidado con la generación resultante del mediador reducido. Este mediador reducido transfiere un electrón a un electrodo, mientras que en el otro electrodo los electrones se transfieren al mediador oxidado, produciéndose así una corriente observable. La Figura 2 muestra la corriente observable como una función del tiempo en una tira de análisis usando un sistema de reactivos enzima/mediador. En la figura, t= 0 es el momento de la aplicación de la muestra. Como se muestra, la corriente se eleva hacía un máximo, y luego disminuye para llegar a una meseta eventual de estado estacionario. Las mediciones para determinar la cantidad de analito se toman después de que se haya alcanzado la corriente máxima, y en general, una vez después de que se haya alcanzado el estado de estacionario.
Antes de que se alcance el máximo en la Figura 2, existe un demora observada que puede constituir una parte significativa del tiempo global de la medición. La duración de esta demora depende de la distancia entre los electrodos, y de la movilidad del mediador empleado en la tira de análisis. La movilidad del mediador es una propiedad del propio mediador, es decir, del coeficiente de difusión, pero también depende de otras propiedades de la muestra tales como el hematocrito y la viscosidad.
A fin de aumentar la comodidad para el usuario, las mejoras para las tiras de análisis de analitos en general, y para las tiras de análisis de glucosa en particular, se han centrado en dos objetivos principales:
menores tiempos de análisis y menores volúmenes de muestra. Hasta cierto
punto, estos dos objetivos se han logrado en conjunto, ya que menores
volúmenes de muestra usan celdas más pequeñas con un menor espaciado
entre electrodos, y un menor espaciado entre electrodos tiene como resultado un tiempo de reacción más corto. Estas celdas siguen teniendo el perfil corriente/tiempo de la Figura 2, y sin embargo así, desarrollan una demora antes de que se pueda tomar una medición. La presente invención elimina esta demora, y por lo tanto proporciona una reducción significativa del tiempo necesario para completar un análisis.
Según la presente invención, se proporciona un dispositivo de análisis electroquímico con una capa base con un primer electrodo sobre la misma y una capa superior con un segundo electrodo sobre la misma. Los dos electrodos están separados por una capa separadora con una abertura en la misma, de manera que se define un espacio receptor de la muestra con un electrodo en la superficie superior, y el otro electrodo sobre la superficie inferior y las paredes laterales formadas a partir de los bordes de la abertura en el separador. El dispositivo según la invención tiene las características establecidas en la Reivindicación 1.
En una célda de conducción donde se depositan los reactivos para el desarrollo de la reacción electroquímica sobre uno de los electrodos pero no en las paredes laterales, el dispositivo produce un perfil de señal como en la Figura 2. En el dispositivo de la invención, los reactivos se depositan no sólo en este electrodo, sino también en las paredes laterales del espacio receptor de la muestra (Figura 3). Esto tiene como resultado un perfil de señal sin la demora o con una demora menor (Figura 4). En las realizaciones preferentes, los reactivos se extienden sobre toda la altura de las paredes laterales, aunque se pueden lograr mejoras significativas con tan poco como un 25 % de la altura de la pared lateral que esté recubierta con el reactivo.
La invención también proporciona un método para hacer las tiras de análisis de la invención. Según este método, se forma una estructura intermedia que comprende una capa base y una capa de espaciador depositada sobre la misma. La capa de base tiene el primer electrodo dispuesto sobre la misma, y este electrodo se expone a través de una abertura en la capa de espaciador. Así, un pozo o canal está definido por el primer electrodo/capa base y los bordes de la abertura de la capa separadora. En el pozo o canal se introduce un líquido que contiene los reactivos de tal manera que al menos parcialmente, y preferentemente por completo, cubre las paredes laterales del pozo. El líquido entonces se seca, dejando un revestimiento de reactivos en el fondo (primer electrodo) y en las paredes laterales del pozo/canal. A partir de entonces se añaden una capa superior y un segundo electrodo sobre el pozo/canal.
En una realización preferente del método, la capa separadora tiene un revestimiento adhesivo y una lámina de liberación en el lado opuesto de la capa de base y las paredes laterales del pozo se extienden hacia arriba a través de la lámina de liberación. El material reactivo se introduce en el pozo/canal de tal modo que al menos alguna parte de la pared lateral de la lámina de liberación esté cubierta con el líquido que contiene al reactivo antes del secado y preferentemente con el reactivo después del secado. La eliminación posterior de la lámina de liberación tiene como resultado un pozo en el que las paredes laterales están substancialmente completamente cubiertas con el reactivo seco.
La Figura 1 muestra las reacciones químicas básicas empleadas en una tira de análisis de glucosa.
La Figura 2 muestra la corriente en función del tiempo en una tira de análisis de una tira de análisis de celda de conductancia con los reactivos aplicados únicamente a la parte inferior del pozo.
La Figura 3 muestra una sección transversal a través del espacio receptor de la muestra de un dispositivo según la invención.
La Figura 4 muestra la corriente en función del tiempo en una tira de análisis según la invención.
La Figura 5 muestra una sección transversal a través del espacio receptor de la muestra de un dispositivo según la invención.
La Figura 6 muestra una representación esquemática del método de la invención.
Las figuras 7A y 7B muestran representaciones esquemáticas del método de la invención.
La solicitud se refiere a los dispositivos o tiras de análisis electroquímico, del tipo comúnmente usado en la determinación de glucosa en la sangre.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, el término "dispositivo de análisis electroquímico" se refiere a un dispositivo que proporciona, por sí solo o en combinación con un medidor reutilizable, a determinación de un analito en una muestra usando un análisis electroquímico. Los dispositivos de análisis electroquímico preferentes son los dispositivos desechables de un único uso del tipo conocido generalmente para la determinación en el hogar de los niveles de glucosa.
El término "analito" como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud significa un componente de una muestra que debe medirse. Ejemplos no limitantes de analitos específicos incluyen glucosa, hemoglobina, colesterol y vitamina
C.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, el término "electrodo" se refiere a un componente del dispositivo que transfiere electrones a o desde las especies en una muestra introducida en el espacio receptor de la muestra del dispositivo de análisis electroquímico, y que está o puede estar conectado a un circuito para determinar la cantidad de transferencia de electrones que ocurre, ya sea como un flujo de corriente o como una diferencia de potencial entre los electrodos en contacto con la misma muestra. Los electrodos en los dispositivos de la invención están hechos de materiales conductores en consonancia con el analito específico para el que la celda electroquímica se destina a detectar. Ejemplos específicos de materiales de electrodos conductores adecuados incluyen oro, carbono, plata, paladio y platino. El material conductor usado en el primer y segundo electrodo puede ser el mismo o puede ser diferente entre sí. En una realización preferente de la presente invención el material conductor usado para formar los electrodos es oro.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, el término "separador" se refiere a una capa de material que proporciona una separación eléctrica entre los dos electrodos del dispositivo. Así, el separador es generalmente un material aislante y el contacto eléctrico entre los electrodos sólo se produce en presencia de una muestra en el espacio receptor de la muestra. En realizaciones preferentes, el espaciador se forma a partir de una película o de una lámina de un material aislante. Ejemplos de materiales adecuados incluyen, sin limitación, poliamida, poliéster, polietilen tereftalato (PET), policarbonato, vidrio y fibra de vidrio. El espaciador también puede estar formado por la deposición de una capa aislante, por ejemplo, por rociado de un revestimiento resistivo. Las aberturas se pueden formar en tales capas, usando técnicas convencionales, que incluyen pre-corte de una abertura en una película o en una lámina definida, láser o ataque químico, etc.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, el término "reactivo" se refiere a una sustancia química o a una mezcla de sustancias químicas que cuando se combina con una muestra permite que el dispositivo de análisis electroquímico se use para hacer una determinación del analito en la muestra. El reactivo no necesita ser suficiente para permitir esta determinación, y es aceptable la adición de productos químicos adicionales a la muestra antes de su introducción en el dispositivo de análisis, aunque esto no es preferente. El reactivo, sin embargo, como mínimo contiene un material redox activo que se oxida en el primer electrodo y se reduce en el segundo electrodo (o viceversa) cuando se usa el dispositivo. El reactivo puede incluir varios materiales redox activos que actúan como portadores de carga entre los electrodos.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, la frase "determinación del analito" se refiere a y abarca la detección cualitativa de la presencia del analito, es decir, si el analito está presente o no en cantidades detectables en la muestra, la detección semicuantitativa, es decir, si el analito está o no presente en una cantidad superior a un valor umbral predeterminado, y la evaluación cuantitativa, es decir, la determinación de la cantidad numérica real del analito que está presente.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, los términos "cobertura" o "recubrimiento" se refiere al revestimiento de la superficie especificada. No requiere la cobertura completa, por ejemplo en el caso de que puedan existir poros en el revestimiento, sino simplemente una distribución del reactivo de cobertura sobre la superficie especificada. Además, no excluye a los revestimientos que puedan ser menos que los completos, debido a fallas involuntarias en el proceso de revestimiento en un dispositivo específico.
Tal como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud, la frase "parte de la paredes laterales que se extienden de forma contigua a partir del electrodo cubierto" se refiere a un revestimiento en el que el revestimiento de reactivo sobre el electrodo desemboca en el revestimiento del reactivo en las paredes laterales.
La Figura 3 muestra una sección transversal a través del espacio receptor de la muestra de un dispositivo según la invención. Como se muestra, una capa de substrato 31 tiene un electrodo 32 dispuesto sobre la misma. La capa de espaciador 33 tiene una abertura en la misma que proporciona las paredes laterales 34, 34'. La capa de substrato superior 35 tiene un electrodo 36 dispuesto sobre la misma. El espacio receptor de la muestra 37 esta delimitado por los electrodos 32 y 36 y las paredes aterales 34 y 34' y contiene el reactivo seco 38. En una realización alternativa, el espacio receptor de la muestra puede tener superficies superior e inferior que están parcialmente cubiertas por los electrodos y parcialmente expuestas a la capa superior. El reactivo seco 38 cubre al electrodo 32 en la parte inferior del espacio receptor de la muestra 37 y se extiende hacia arriba a lo largo de las paredes laterales 34, 34´.
La Figura 4 muestra un perfil de corriente/tiempo para un dispositivo según la invención en el que el reactivo seco cubre substancialmente la totalidad de las paredes laterales. Una comparación de esta figura con la Figura 2 muestra la clara ventaja de la invención, a saber, que la corriente empieza de inmediato, y se logra el estado estacionario en menos tiempo.
Si bien no se tiene la intención que esté relacionado con mecanismo específico alguno, se cree que este efecto se debe a que los portadores de carga están presentes en la proximidad de los dos electrodos desde el principio, y por lo tanto la corriente se puede generar de inmediato. A diferencia de, cuando el reactivo se aplica únicamente en la superficie del primer electrodo, las reacciones químicas pueden iniciarse inmediatamente después de la adición de la muestra, pero no puede fluir una corriente substancial hasta que el mediador (o alguna otra especie redox activa) se difunda desde el primer electrodo al segundo. Esto toma tiempo, y por lo tanto existe una demora antes de que se observe una corriente dependiente del analito. Además, en el caso de un reactivo con una pequeña cantidad de mediador activo, la reacción no puede ni siquiera comenzar más allá de un cierto punto hasta que esté disponible una reacción contraria. Esta demora en el inicio de la reacción química es acumulativa con las demoras debido a los procesos de difusión.
Basado en este mecanismo, la teoría predice que la demora en el tiempo está relacionada con el cuadrado de la distancia que la carga debe recorrer para alcanzar al segundo electrodo. Esto significa que si la distancia entre el reactivo seco y el segundo electrodo se reduce a la mitad, el tiempo se reducirá en un factor de 4, y que incluso el revestimiento del 25% de la pared lateral tendrá como resultado una reducción en el tiempo necesario para alcanzar el máximo de corriente en un factor de aproximadamente 2. Así, en los dispositivos de la invención, al menos 25%, preferentemente al menos 50%, más preferentemente al menos 75%, y lo más preferentemente la totalidad de la pared lateral que se extiende por encima del primer electrodo está revestida con reactivo seco.
Este mecanismo también deja claro que el componente importante en el reactivo es el mediador o portador de carga. Así, como se ilustra en la Figura 5, en una realización alternativa de la invención, una capa de reactivo 51 que comprende una enzima tal como la glucosa oxidasa, se deposita sobre la superficie del primer electrodo, y un revestimiento redox activo 52 se deposita para cubrir el fondo y al menos una parte de los lados del espacio receptor de la muestra.
El revestimiento redox activo 52, o el revestimiento de reactivo 38 puede contener ambos estados redox de las especies redox activas usadas en el dispositivo. Esta puede estar en la forma reducida, la forma oxidada, o una mezcla de ambas. Ejemplos específicos no limitantes de las especies redox activas son los mediadores redox conocidos por su uso en los sistemas de detección mediante electroquímica de la glucosa y de otros. El término "mediador redox" como se usa en la descripción y en las reivindicaciones de esta solicitud significa una especie química, que no sea la sustancia analizada, que se oxida y/o se reduce en el curso de un proceso de múltiples pasos de transferencia de electrones hacia o desde el analito a un electrodo de la celda electroquímica. Ejemplos no limitantes de los mediadores incluyen
- o ferricianuro
- o [FeIII(CN)5(ImH)]2−
- o [FeIII(CN)5(Im)]3−
- o [RuIII(NH3)5(ImH)]3+
- o [RuIII(NH3)5(Im)]2+
- o [FeII(CN)5(ImH)]3−
- o [RuII(NH3)5(Im)H]2+
- o [(NC)5FeII(Im)RuIII(NH3)5]−
- o [(NC)5FeIII(Im)RuIII(NH3)5]0
- o [(NC)5FeII(Im)RuII(NH3)5]2−
- o Ferroceno (Fc) y derivados que incluyen pero no se limitan a:
- o Ferroceno monosulfonato
- o Ferroceno disulfonato
- o FcCO2H
- o FcCH2CO2H
- o FcCH=CHCO2H
- o Fc(CH2)3CO2H
- o Fc(CH2)4CO2H
- o FcCH2CH(NH2)CO2H
- o FcCH2SCH2CH(NH2)CO2H
- o FcCH2CONH2
- o Fc(CH2)2CONH2
- o Fc(CH2)3CONH2
- o Fc(CH2)4CONH2
- o FcOH
- o FcCH2OH
- o Fc(CH2)2OH
- o FcCH(Me)OH
- o FcCH2O(CH2)2OH
- o 1,1�-Fc(CH2OH)2
- o 1,2-Fc(CH2OH)2
- o FcNH2
- o FcCH2NH2
- o Fc(CH2)2NH2
- o Fc(CH2)3NH2
- o 1,1�-Me2FcCH2NH2
- o FcCH2NMe2
- o (R)-FcCH(Me)NMe2
- o (S)-FcCH(Me)NMe2
- o 1,2-Me3SiFcCH2NMe2
- o FcCH2NMe3
- o FcCH2NH(CH2)2NH2
- o 1,1�-Me2FcCH(OH)CH2NH2
- o FcCH(OH)CH2NH2
- o FcCH:CHCH(OH)CH2NH2
- o Fc(CH2)2CH(OH)CH2NH2
- o FcCH2CH(NH2 )CH2OH
- o FcCH2CH(CH2NH2)CH2OH
- o FcCH2NH(CH2)2OH
- o 1,1�-Me2FcCHOCONHCH2
- o FcCH(OH)(CH2)2NH2
- o 1,1�-Me2 FcCH(OH)CH2NHAc
- o FcB(OH)3
- o FcC6H4OPO3Na2
- o Complejos de Tris(fenantrolina) de osmio II y osmio III (es decir, Osphen) que incluyen pero no se limitan a:
- o Os(4,7-dmphen)3
- o Os(3,4,7,8-tmphen)3
- o Os(5,6-dmphen)3
- o Os(bpy)3 Cl2
- o Os(5-mphen)3
- o Os(5-Cl-phen)3
- o Os(5-NO2-phen)3
- o Os(5-phphen)3
- o Os(2,9-dm-4,7-dpphen)3
- o y complejos isoestrucurales de rutenio que incluyen pero no se limitan
a:
- o Ru(4,7-dmphen)3
- o Ru(3,4,7,8-tmphen)3
- o Ru(5-mphen)3
- o Ru(5,6-dmphen)3
- o Ru(phen)3
- o [Ru(4,4�-diNH2 -bipy)3]2+
- o Complejos de tris(bipiridilo) de osmio II y osmio III (es decir, Os(bpy)3) que incluyen pero no se limitan a:
- o Os(bpy)3
- o Os(dmbpy)3
- o y complejos de derivados de rutenio, por ejemplo:
- o Ru(bpy)3
- o Ru(4,4�-diNH2-bpy)3
- o Ru(4,4�-diCO2Etbpy)3
- o Complejos de bis(bipiridilo) de osmio II y osmio III (es decir, Os(bpy)2) con otros ligantes que incluyen pero no se limitan a:
- o Os(bpy)2dmbpy
- o Os(bpy)2(HIm)2
- o Os(bpy)2(2MeHIm)2
- o Os(bpy)2(4MeHIm)2
- o Os(dmdpy)2(HIm)2
- o Os(bpy)2Cl(HIm)
- o Os(bpy)2Cl(1-MeIm)
- o Os(dmbpy)2Cl(HIm)
- o Os(dmbpy)2Cl(1-MeIm)
- o y complejos derivados de rutenio, por ejemplo:
- o Ru(bpy)2(5,5�diNH2-bpy)
- o Ru(bpy)2(5,5�diCO2Etbpy)
- o Ru(bpy)2(4,4�diCO2Etbpy)
Donde Et es etilo, bpy es bipiridilo, dmdby es dimetil-bipiridilo, MeIm es N-metil imidazol, MeHIm es metil-imidazol, HIm es imidazol, phen es fenantrolina, mphen es metil-fenantrolina, dmphen es dimetil-fenantrolina, tmphen es tetrametil fenantrolina, dmdpphen es dimetil-difenil-fenantrolina, phphen es fenil-fenantrolina. Además se entiende que se pueden usar las formas oxidadas o reducidas de estos mediadores, bien individualmente o en combinación con otras.
La presente invención también proporciona un método para hacer un dispositivo de análisis electroquímico del tipo descrito anteriormente. Este método se ilustra esquemáticamente en la Figura 6. Como se muestra, una capa de espaciador 61 se dispone sobre un primer electrodo 62. Esto se puede lograr fácilmente usando una película o lámina aislante que esté revestida con adhesivo en ambos lados de la capa de espaciador 61. La capa de espaciador 61 tiene una abertura 63 a través de la cual se expone el primer electrodo 62. Esta abertura puede ser en forma de un pozo 63 como se muestra en la Figura 6, o como un canal 73 como se muestra en las Figuras 7A y B. Un soporte aislante 64 está bajo el electrodo 62.
Se introduce un reactivo líquido 65 que comprende un material redox activo en la abertura 63/73 en la capa del espaciador 61 de tal forma que cubra al menos una parte de, pero preferentemente la totalidad de, el primer electrodo expuesto 62 y al menos una parte de las paredes laterales 66 de la abertura 63/73. En una realización de la invención, este resultado se logra mediante el llenado de la abertura 63/73 a una profundidad suficiente para cubrir al menos parcialmente las paredes laterales. El resultado también se puede lograr mediante la aplicación del reactivo a lo largo del electrodo y en las paredes laterales como una gota móvil sobre una punta dispensadora de modo que deje un rastro mojado, o usando un chorro de tinta o un dispensador similar en una trayectoria que de lugar a paredes laterales mojadas así como a un electrodo mojado. Se debería señalar que a las pequeñas escalas generalmente empleadas en los dispositivos para el análisis de glucosa, la tensión superficial saca el reactivo para cubrir todas las superficies mojadas de tal forma que el área superficial del reactivo es mínima. Esto ayuda al reactivo a extenderse en las esquinas y sobre paredes si ya estaban mojadas.
El reactivo líquido 65 luego se seca en la abertura 63/73 para formar un reactivo seco dispuesto en una capa que cubre al primer electrodo 62 y al menos una parte de las paredes laterales 66. El secado se puede realizar simplemente dejando a la estructura que se seque al aire, secándola en una corriente de aire aplicada, calentándola, secándola en una corriente de aire caliente, secándola por vacío o secándola en un vacío calentado. Una lámina de material 67 con una superficie de electrodo conductor 68 se aplica luego sobre la parte superior de la lámina del espaciador, para formar un segundo electrodo que se enfrenta al primer electrodo 62 a través de la abertura 63. Se puede crear una abertura para la introducción de la muestra en el espacio para recibir la muestra por el recorte de la estructura intermedia formada así transversalmente a través de la abertura 63/73 y se forman los contactos con los electrodos para permitir la conexión a un medidor externo. Un método preferente para formar un dispositivo se describe en Documento de Patente provisional de los EE.UU. de Nº 60/521.555 y en la Solicitud de Documento de Patente de los EE.UU. de Nº de Serie 10/908.656 presentada el 20 de mayo 2005
Se construyen dos dispositivos usando electrodos de oro enfrentados y un reactivo que comprende glucosa oxidasa, ferricianuro, sales tampón y estabilizadores solubles. En el dispositivo según la invención, el reactivo se extiende por las paredes laterales hasta la proximidad con el segundo electrodo. En el dispositivo de control, el reactivo sólo se dispone sobre el primer electrodo. Se aplica un potencial de 300 mV (el electrodo positivo es el primer electrodo con el reactivo; el electrodo negativo es el segundo electrodo sin reactivo) a cada dispositivo tan pronto como la muestra entra en la tira (t= 0). Como se muestra en la Figura 2, en el dispositivo de control a los pocos segundos iniciales no se tiene corriente real, y la corriente sólo aumenta a partir de alrededor de 1 seg. La corriente no puede aumentar de manera significativa hasta que el reactivo se pueda disolver y difundirse al segundo electrodo, proporcionando así una reacción contraria para permitir que la corriente fluya. La Figura 4 muestra el perfil de la corriente para el dispositivo según la invención. En este caso, el reactivo se disuelve y se difunde casi tan pronto como la muestra entra en la tira y la corriente empieza a circular casi inmediatamente (t= 0). Así, se logra una corriente en estado estacionario en la estructura de electrodos de geometría de tipo sándwich de este dispositivo en aproximadamente 3 segundos, en comparación con aproximadamente los 5 segundos para el otro dispositivo.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Un dispositivo de análisis electroquímico que comprende un substrato inferior con un primer electrodo dispuesto sobre el mismo, un substrato superior con un segundo electrodo dispuesto sobre el mismo, y un espaciador dispuesto entre los substratos inferior y superior y con una abertura en el mismo, mediante el cual se define un espacio receptor de la muestra que tiene una superficie inferior con el primer electrodo dispuesto en la misma, una superficie superior, frente al primer electrodo, con el segundo electrodo dispuesto en la misma, y las paredes laterales formadas a partir de los bordes de la abertura en el separador; y un reactivo que comprende un material redox activo que se oxida en el primer electrodo y que se reduce en el segundo electrodo cuando se usa el dispositivo; en donde en el dispositivo de análisis antes de la introducción de una muestra líquida, el reactivo se dispone en una capa seca que cubre al menos una parte del primer o del segundo electrodo y al menos una parte de las paredes laterales, extendiéndose dicha capa de forma continua desde el electrodo cubierto y hacia arriba a lo largo de las paredes.
-
- 2.
- Un dispositivo según la reivindicación 1, en donde el reactivo cubre al menos 25 % de la altura de las paredes laterales, tal como al menos 50% de la altura de las paredes laterales.
-
- 3.
- Un dispositivo según la reivindicación 1, en donde el reactivo cubre al menos 75%, tal como 100% de la altura de las paredes laterales.
-
- 4.
- Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el
material redox activo se selecciona a partir del grupo que consiste en: ferricianuro [FeIII(CN)5(ImH)]2− [FeIII(CN)5(Im)]3− [RuIII(NH3)5(ImH)]3+ [RuIII(NH3)5(Im)]2+ [FeII(CN)5(ImH)]3−[RuII(NH3)5(Im)H]2+ [(NC)5FeII(Im)RuIII(NH3)5]− [(NC)5FeIII(Im)RuIII(NH3)5]0 [(NC)5FeII(Im)RuII(NH3)5]2− Ferroceno (Fc) Ferroceno monosulfonato Ferroceno disulfonato FcCO2H FcCH2CO2H FcCH=CHCO2H Fc(CH2)3CO2H Fc(CH2)4CO2H FcCH2CH(NH2)CO2H FcCH2SCH2CH(NH2)CO2H FcCH2CONH2 Fc(CH2)2CONH2 Fc(CH2)3CONH2 Fc(CH2)4CONH2 FcOH FcCH2OH Fc(CH2)2OH FcCH(Me)OH FcCH2O(CH2)2OH 1,1�-Fc(CH2OH)2 1,2-Fc(CH2OH)2 FcNH2 FcCH2NH2 Fc(CH2)2NH2 Fc(CH2)3NH2 1,1�-Me2FcCH2NH2 FcCH2NMe2 (R)-FcCH(Me)NMe2 (S)-FcCH(Me)NMe2 1,2-Me3SiFcCH2NMe2 FcCH2NMe3 FcCH2NH(CH2)2NH2 1,1�-Me2FcCH(OH)CH2NH2 FcCH(OH)CH2NH2 FcCH:CHCH(OH)CH2NH2 Fc(CH2)2CH(OH)CH2NH2 FcCH2CH(NH2 )CH2OH FcCH2CH(CH2NH2)CH2OH FcCH2NH(CH2)2OH 1,1�-Me2FcCHOCONHCH2 FcCH(OH)(CH2)2NH2 1,1�-Me2 FcCH(OH)CH2NHAc FcB(OH)3 FcC6H4OPO3Na2 Os(4,7-dmphen)3 Os(3,4,7,8-tmphen)3 Os(5,6-dmphen)3 Os(bpy)3Cl2 Os(5-mphen)3 Os(5-Cl-phen)3 Os(5-NO2-phen)3 Os(5-phphen)3 Os(2,9-dm-4,7-dpphen)3 Ru(4,7-dmphen)3 Ru(3,4,7,8-tmphen)3 Ru(5-mphen)3 Ru(5,6-dmphen)3 Ru(phen)3 [Ru(4,4�-diNH2 -bipy)3]2+ Os(bpy)3 Os(dmbpy)3 Ru(bpy)3 Ru(4,4�-diNH2-bpy)3 Ru(4,4�-diCO2Etbpy)3 Os(bpy)2dmbpy Os(bpy)2 (HIm)2Os(bpy)2(2MeHIm)2 Os(bpy)2(4MeHIm)2 Os(dmbpy)2(HIm)2 Os(bpy)2Cl(HIm) Os(bpy)2Cl(1-MeIm) Os(dmbpy)2Cl(HIm) Os(dmbpy)2Cl(1-MeIm) Ru(bpy)2(5,5�diNH2-bpy) Ru(bpy)2(5,5�diCO2Etbpy) Ru(bpy)2(4,4�diCO2Etbpy)o las formas redox complementarias (oxidadas o reducidas) de los mismos, donde Et es etilo, bpy es bipiridilo, dmbpy es dimetil-bipiridilo, MeIm es Nmetil-imidazol, MeHIm es metil-imidazol, HIm es imidazol, phen es fenantrolina, mphen es metil-fenantrolina, dmphen es dimetil-fenantrolina, tmphen es tetrametil-fenantrolina, dmdpphen es dimetil-difenil-fenantrolina, phphen es fenil-fenantrolina. -
- 5.
- Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el reactivo además comprende glucosa oxidasa.
-
- 6.
- Un método de hacer un dispositivo de análisis electroquímico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 que comprende las etapas de:
- (a)
- formar un substrato inferior con un primer electrodo dispuesto sobre el mismo;
- (b)
- formar la capa de espaciador sobre el substrato inferior, teniendo dicha capa de separador una abertura conformada en la misma a través de la cual está expuesto el primer electrodo y las paredes laterales dentro de la abertura;
- (c)
- introducir el reactivo líquido que comprende un material redox activo en la abertura de la capa de espaciador,
- (d)
- secar el reactivo líquido para formar un reactivo seco, en donde el reactivo líquido se introduce a la abertura de tal manera que al secarse se forma una capa de reactivo seco que cubre al menos una parte del primer electrodo y al menos una parte de las paredes laterales; y
- (e)
- colocar un substrato superior con un segundo electrodo dispuesto sobre el mismo sobre la capa de espaciador alineado para tener al segundo electrodo enfrentado al primer electrodo, para de ese modo formar un espacio receptor de la muestra que tiene una primera superficie con el primer electrodo dispuesto sobre la misma, una segunda superficie, frente a la primera superficie, teniendo el segundo electrodo dispuesto sobre la misma, y las paredes laterales formadas a partir de los bordes de la abertura en el espaciador.
-
- 7.
- Un método según la reivindicación 8, en donde la capa de espaciador aplicada en la etapa (b) comprende un revestimiento de adhesivo y una lámina de liberación dispuesta sobre el lado de la capa de separador de espaldas al primer electrodo, mediante el cual una parte de las paredes laterales se forman a partir de la lámina de liberación, comprendiendo además la etapa de quitar la lámina de liberación después del secado del reactivo líquido para exponer la capa de adhesivo.
-
- 8.
- Un método según la reivindicación 7, en donde el reactivo líquido se introduce en la abertura en un volumen suficiente para llenar la abertura a un nivel que al menos cubre parcialmente la parte de las paredes laterales formadas a partir de la lámina de liberación.
-
- 9.
- Un método según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde el reactivo líquido se introduce en un volumen suficiente para llenar la abertura a un nivel que cubre parcialmente la parte de las paredes laterales de la abertura.
-
- 10.
- Un método según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde la abertura es en la forma de un pozo que está limitado por las paredes laterales en todos los lados o en la forma de un canal limitado por las paredes laterales en sólo dos lados opuestos.
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