ES2371539T3 - Análisis cuantitativo de una muestra biológica de cantidad desconocida. - Google Patents
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Abstract
Un método para determinar el nivel de un analito en sangre a partir de una solución formada por una muestra de fluido sanguíneo seco, y dicha muestra de fluido sanguíneo es una muestra de plasma o suero, que comprende: en cualquier orden, la medición del nivel del analito en dicha solución, la medición del nivel de un primer analito normalizador seleccionado entre el grupo que incluye el contenido de sodio, contenido de cloruro y osmolalidad, y la medición del nivel de un segundo analito normalizador seleccionado entre el grupo que incluye el contenido de sodio, contenido de cloruro y osmolalidad; y la determinación del nivel del analito en la sangre de la cual se obtuvo la muestra de fluido sanguíneo basándose en dicho nivel de analito en dicha solución, el nivel de dicho primer analito normalizador en dicha solución, y el nivel de dicho segundo analito normalizador en dicha solución, calculando el promedio ponderado del nivel de dichos primer y segundo analitos normalizadores en dicha solución.
Description
Análisis cuantitativo de una muestra biológica
de cantidad desconocida.
El campo de la invención corresponde al de los
ensayos, en especial los ensayos cuantitativos, y en las
realizaciones preferidas, los ensayos médicos. En las realizaciones
más preferidas, la invención está dirigida hacia los ensayos de las
muestras de fluidos corporales, en especial muestras de sangre o
suero.
Las prácticas médicas y de bienestar modernas
emplean cada vez con mayor frecuencia ensayos autoadministrados y de
auto-obtención de muestras para ensayo. Por ejemplo,
en las patentes estadounidenses nº 5.978.466, 6.014.438, 6.016.345 y
6.226.378, otorgadas a Richard Quattrocchi y asignadas a la Home
Access Health Corporation of Hoffman Estates, Illinois, EE.UU.,
se revela un método de ensayo anónimo de enfermedades humanas. Según
ciertas realizaciones de la materia revelada en los pacientes
anteriores, un paciente obtiene una muestra de sangre, normalmente
pinchándose un dedo, y dejando que la sangre se absorba en una
tarjeta absorbente para sangre. Después de que la tarjeta se ha
secado, el usuario envía la tarjeta absorbente para sangre a una
instalación de ensayos médicos donde se analiza para determinar si
el paciente padece una enfermedad específica. El usuario podrá
entonces comunicarse anónimamente con las instalaciones para recibir
el resultado del ensayo.
Puede utilizarse la materia de las patentes
anteriores en conexión con los ensayos para determinar la presencia
de anticuerpos humanos dirigidos contra los antígenos virales en la
sangre, por ejemplo, para determinar si un paciente está infectado
con VIH (virus de inmunodeficiencia humana) o con el virus de la
hepatitis. En otro documento, la patente estadounidense nº
5.435.970, otorgada a Mamenta et al. y asignada a
Environmental Diagnostics, Inc. de Burlington, Carolina del
Norte, EE.UU., se revela un instrumento para la separación de
células sanguíneas de los fluidos biológicos, por ejemplo, para
separar el suero de la sangre entera. El instrumento revelado en la
patente nº 5.435.970 tiene como objetivo permitir el envío y ensayo
de una muestra de sangre.
Las tarjetas absorbentes de muestreo para sangre
y suero conocidas dentro del estado de la técnica son adecuadas para
el empleo en la obtención de muestras para realizar ensayos
cualitativos; esto es, ensayos para determinar la presencia o
ausencia de un compuesto dado en sangre o una condición médica
particular. Sin embargo, hasta ahora las tarjetas absorbentes para
muestras de sangre y suero han sido relativamente insatisfactorias
en el ensayo cuantitativo de muestras de sangre y suero.
Por ejemplo, el protocolo de bienestar general
indica los valores del colesterol total de un paciente, que es el
número de miligramos de colesterol total en un decilitro de sangre.
Frecuentemente el valor se emplea conjuntamente con el perfil de
lípidos completo, donde se indican los niveles de triglicéridos,
colesterol debido a LAD (lipoproteína de alta densidad) y a LBD
(lipoproteína de baja densidad) en la sangre de un paciente. Puede
resultar muy difícil determinar la cantidad de sangre o suero que
está presente en la tarjeta absorbente para sangre o suero.
Especialmente cuando la tarjeta absorbente para sangre o suero ha
sido autopreparada por una persona sin capacitación médica, es
difícil saber con certidumbre si la tarjeta ha sido "llenada
insuficientemente" con una cantidad menor de la necesaria de
sangre o suero o "llenada excesivamente" con una cantidad mayor
de la necesaria. Si la cantidad de sangre o suero varía aún en una
cantidad pequeña por encima o debajo del nivel esperado, la utilidad
del ensayo cuantitativo podría reducirse seriamente. Por ejemplo, en
general se piensa que el valor de colesterol total de una persona
deberá ser menor de 200 mg/dl, los valores de colesterol mayores de
240 mg/dl se consideran altos y los valores de colesterol
intermedios se consideran limítrofes. Un margen de error del 10% en
una determinación de colesterol de 220 mg/dl no proporciona
información sobre si el nivel de colesterol del paciente es bajo,
intermedio o alto.
Reconociendo estos problemas, mediante las
técnicas en el estado de la técnica se ha tratado de ofrecer una
determinación cuantitativa de los niveles del analito en una muestra
de sangre. Por ejemplo, la patente estadounidense nº 6.040.135,
otorgada a Steven Tyrell y asignada a Biosafe Laboratories,
Inc. Chicago, Illinois, EE.UU., divulga un método para la
corrección del volumen de sangre en una determinación del analito
sérico. El método que supuestamente se revela en este documento es
limitado y en general se considera relativamente
insatisfactorio.
La invención busca mejorar los métodos de ensayo
de las técnicas en el estado de la técnica y proporcionar un
méto-
do para el ensayo cuantitativo de muestras modificadas tales como muestras de manchas secas de sangre y de suero.
do para el ensayo cuantitativo de muestras modificadas tales como muestras de manchas secas de sangre y de suero.
La invención ofrece varias realizaciones en el
campo de los ensayos, en especial de los ensayos médicos. De acuerdo
con un primer aspecto de la invención, se ofrece un método para la
determinación del nivel de un analito en sangre a partir de una
solución formada a partir de una muestra de fluido sanguíneo seco,
siendo dicha muestra del fluido sanguíneo una muestra de plasma o
suero que comprende:
en cualquier orden, la medición del nivel de
analito en dicha solución, medición del nivel de un primer analito
normalizador seleccionado entre un grupo formado por contenido de
sodio, contenido de cloruro, y osmolalidad y medición del nivel de
un segundo analito normalizador seleccionado entre el grupo formado
por contenido de sodio, contenido de cloruro, y osmolalidad; y
la medición del nivel del analito en la sangre
de la que se obtuvo la muestra de fluido sanguíneo basándose en
dicho nivel del analito en la solución, el nivel del primer analito
normalizador en dicha solución, y el nivel del segundo analito
normalizador en dicha solución, mediante el cálculo del promedio
ponderado del nivel del primer y segundo analitos normalizadores en
dicha solución. La invención no está limitada al campo de los
ensayos médicos, sino que, por lo contrario, también resulta útil
con respecto a otras formas de ensayo.
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De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se presenta un método para la determinación de la
concentración de un analito en una muestra de fluido corporal a
partir de una solución formada por una muestra de sangre entera
seca, que comprende:
en cualquier orden, la medición del nivel de un
analito en dicha solución, la medición del nivel de un primer
analito normalizador en dicha solución seleccionado entre un grupo
formado por contenido de sodio, contenido de cloruro y osmolalidad,
y la medición del nivel de un segundo analito normalizador en dicha
solución seleccionado entre el grupo formado por contenido de sodio,
contenido de cloruro y osmolalidad; y
la medición del nivel del analito en la muestra
de la que se obtuvo dicha muestra modificada basándose en dicho
nivel del analito en dicha solución, el nivel del primer analito
normalizador en dicha solución, y el nivel del segundo analito
normalizador en dicha solución, mediante el cálculo del promedio
ponderado del nivel del primer y segundo analitos normalizadores en
dicha solución.
\vskip1.000000\baselineskip
En realizaciones alternativas, la invención
incluye además un recolector de fluidos que incluye un sustrato
absorbente recubierto con un sacárido. Estas realizaciones también
incluyen un instrumento que incluye el recolector (como se describe
a continuación).
A continuación se describen otras
características de las realizaciones preferidas de la invención.
La Fig. 1 es un organigrama que representa los
pasos en un método para calcular el nivel de un analito en sangre de
la que se obtuvo una muestra de sangre.
La Fig. 2 es un organigrama que representa los
pasos en un método alternativo para calcular el nivel de un analito
en sangre de la cual se obtuvo una muestra de sangre.
La Fig. 3 es un organigrama que representa los
pasos en un método para proporcionar la información sobre el
resultado de un ensayo a un usuario.
La Fig. 4 es una representación de un registro
en una base de datos donde se establece una correlación entre la
información del resultado del ensayo y el número de un ensayo.
La Fig. 5 es un organigrama que representa los
pasos en un método de preparación de una base de datos de resultados
y números del ensayo.
La Fig. 6 es un organigrama que representa los
pasos en un método de preparación de una base de datos de los
niveles del analito en sangre, niveles del analito en solución y
niveles del analito en la solución normalizadora.
La Fig. 7 es una representación de un registro
en una base de datos que contiene la información sobre el nivel del
analito en sangre, información del nivel del analito en solución e
información del nivel del analito en la solución normalizadora.
La Fig. 8 es una ilustración esquemática donde
se muestran las diversas comunicaciones entre un cliente,
instalaciones que proporcionan resultados y otros en conexión con un
protocolo de ensayo.
La Fig. 9 es un plano en perspectiva del anverso
de un instrumento de recolección de sangre que es útil conjuntamente
con la invención.
La Fig. 10 es un plano en perspectiva del
reverso del instrumento que aparece en la Fig. 9.
La invención es aplicable a los ensayos de
cualquier muestra que se modifica a partir de la forma original
antes del ensayo. Con mayor frecuencia, la muestra es una muestra
seca, que se ha secado para facilitar su almacenamiento o transporte
o por alguna otra razón. En las realizaciones preferidas de la
invención, la muestra es una muestra médica, y en realizaciones muy
preferidas de la invención, la muestra es una muestra de fluido
sanguíneo, que se observa como una mancha de sangre seca, una mancha
de suero seco (por ejemplo, como se obtiene con el instrumento
revelado en la patente estadounidense 5.435.970, o el que aparece en
la patente estadounidense 4.839.296 otorgada a Kennedy et al.
y asignada a Chem-Elec, Inc. de North
Webster, Indiana, EE.UU.), u otra muestra de fluido sanguíneo. La
invención es aplicable al ensayo de la muestra modificada para
cualquier uso adecuado, y en especial para el ensayo de cualquier
analito en la muestra. Por ejemplo, cuando la muestra es una muestra
de fluido sanguíneo, el ensayo podría ser un ensayo específico del
antígeno de la próstata (PSA),
alanina-amino-transferasa (ALT),
lípidos, como los triglicéridos, lipoproteína de alta densidad
(LAD), lipoproteína de baja densidad (LBD) o cualquier otro analito
de interés. La invención es aplicable a la determinación del nivel
de analito en la muestra original, por ejemplo, el nivel de
colesterol total en la sangre de la cual se obtuvo la muestra de
fluido sanguíneo. El "nivel" del analito puede expresarse en
unidades adecuadas, por ejemplo concentración molar, concentración
por peso, o similares. Se prefiere particularmente el suero
sanguíneo, pero se considera que podrán emplearse otras fracciones
tales como células, plaquetas, gammaglobulinas, plasma o similares.
Más generalmente, cualquier fluido corporal es susceptible de
análisis usando la invención. Teniendo en cuenta todo lo anterior,
se describirán en mayor detalle las realizaciones preferidas de la
invención con respecto a la determinación del perfil de lípidos en
una muestra de sangre, pero deberá entenderse que la invención no se
limita sólo a ello.
Las instalaciones o cualquier otra entidad que
realiza el ensayo de la muestra de fluido sanguíneo podrá ser o no
ser la misma entidad que la que calcula el nivel del analito en la
muestra del fluido sanguíneo o la entidad que recibe una solicitud
de información por parte de un usuario e informa sobre los
resultados del ensayo a dicho usuario. Para ensayar la muestra de
fluido sanguíneo, la entidad donde se hará el análisis recibe
inicialmente la muestra que se eluye con un líquido, preferentemente
agua desionizada. Se considera que el líquido podría ser un líquido
no acuoso o podría ser una solución acuosa, preferentemente una
solución que no contiene o fundamentalmente no contiene iones de
sodio o cualquier otro analito normalizador. Alternativamente, la
solución podría contener una cantidad conocida del analito
normalizador que se tomará en cuenta durante la normalización.
Preferentemente, cuando la entidad de ensayo es una instalación de
análisis que busca analizar muchas muestras, el eluyente se añadirá
en una cantidad estándar, que típicamente es 600 \mul (0,6 ml). En
algunas realizaciones, el eluyente podrá ser una solución de
electrolito tamponado.
Después de la elución de la muestra,
preferentemente se analiza primero la muestra con respecto al
contenido de un analito normalizador, como el contenido de sodio y
cloruro, y en algunas realizaciones la osmolalidad, que generalmente
representa el contenido total de sodio, glucosa, y nitrógeno ureico
en sangre (NUS). Para analizar el sodio y cloruro, podrá emplearse
un electrodo específico al ión (EEI), como el que Orion vende.
Preferentemente, se obtendrá información sobre el contenido de sodio
y cloruro, y la información será, por ejemplo, información analógica
como una señal eléctrica o información digital como una copia
impresa que representa el contenido de sodio o cloruro o una señal
digital que contiene información sobre dicho contenido de sodio o
cloruro. Más preferentemente, también se mide la osmolalidad. Deberá
observarse que la invención no se limita al empleo de sodio o
cloruro como analitos normalizadores, sino que por lo contrario,
puede determinarse cualquier otro analito (lo que incluye una
propiedad tal como osmolalidad). Entre las realizaciones preferidas
se prevé la determinación de los niveles de sodio, cloruro y
osmolalidad contra límites predeterminados para determinar si la
cantidad de suero es suficiente para realizar un ensayo adecuado.
Por ejemplo, se prevé que para una ensayo de colesterol, idealmente
deberá contarse con aproximadamente 15-17 \mul de
suero para el ensayo. Si el contenido de sodio de la solución eluida
demuestra que el nivel del suero se encuentra muy fuera de estos
límites, la muestra podría rechazarse como inadecuada para el
ensayo. Generalmente, la muestra podrá rechazarse si la solución
contiene una cantidad insuficiente de suero, aunque se prevé que en
algunos casos el exceso de suero podría ser la razón del rechazo.
Los especialistas en este campo podrán determinar a qué grado podrá
permitirse que el contenido del analito normalizador se encuentre
fuera de los límites sin provocar el rechazo de la muestra.
Antes o después de determinar los niveles de los
analitos normalizadores (aunque preferentemente después), la
solución puede dividirse en cuatro alícuotas o "canales". Cada
canal se analiza respectivamente en cuanto al nivel de
triglicéridos, nivel de LAD, nivel de LBD, y en una realización
preferida, nivel de ALT (que podría ser de interés para informar a
un médico en caso de que el paciente presente anormalidades
hepáticas que podrían ser contraindicadas en el empleo de ciertos
fármacos). Se determinan los niveles de analitos usando cualquier
técnica conocida en el campo o una que se considere adecuada. Por
ejemplo, se revela un ensayo de colesterol en Allain, C.C., Poon,
L.S., Chan, G.S.G., Richmond, W. y Fu, P.C., Clin. Chem.
20:474-75 (1974); véase también Roeschlau,
P., Brent, E. y Gruber, W.A., Clin. Chem. Clin. Biochem.
12:226 (1974). También se revela un ensayo para LAD en RiFai, N.,
Warnick, G.R., Ed., Laboratory Measurement of Lipids,
Lipoproteins and Apolioproteins (1994). Se revela un ensayo para
triglicéridos en McGowan, M.W., Artiss, J.D., Strandbergh, D.R.,
Zak, B., Clin. Chem. 29:583 (1983). Se revela un ensayo para
la enzima hepática ALT en Wroblewski, F., LaDue, J.S., Proc. Sec.
Exp. Biol. Med. 34:381 (1956). La invención no se limita a los
ensayos o analitos indicados previamente, sino que por lo contrario
es aplicable a otros ensayos para estos y otros analitos.
Después de determinarse los niveles del analito,
se calcula el nivel de al menos un analito (y preferentemente todos
los analitos) en la sangre de la cual se obtuvo la muestra de fluido
sanguíneo o se determina de alguna manera basándose en el nivel del
analito en la solución y al nivel en la solución de al menos un
analito normalizador. Se prevé que el cálculo de un nivel de analito
en sangre será tan sencillo como la multiplicación del nivel del
analito en la solución por el cociente del nivel del analito
normalizador en sangre y el nivel del analito normalizador en la
solución, estimándose el nivel del analito normalizador en sangre
basándose en la media de una distribución normal de población. Por
ejemplo, se considera que el nivel normal de sodio en sangre en
humanos varía entre 136 y 142 mEq/l, con una media de 139 mEq/l, y
el nivel normal de cloruro varía entre 95 y 103 mEq/l con una media
de 99 mEq/l. Se prevé que mediante el empleo de dos analitos
normalizadores, podrá determinarse el nivel del analito en sangre
calculando el nivel de analito en sangre basándose en el primer
nivel de analito normalizador, calculando el nivel de analito en
sangre basándose en el segundo nivel de analito normalizador, y
después calculando el promedio de los niveles de analito en sangre
así determinados.
Si se evalúan analitos normalizadores
adicionales, podrá determinarse el promedio de todos los niveles de
los analitos en sangre así determinados; si se desea, cuando se
tengan al menos dos analitos normalizadores, el promedio podrá
ponderarse hacia un analito normalizador específico. Por ejemplo, se
prevé que podrán usarse métodos estadísticos bayesianos para asignar
un peso relativo a los niveles del analito en sangre determinados
por lo que respecta a cada uno de los analitos. Dichas técnicas
estadísticas podrán tomar en cuenta no sólo la magnitud absoluta del
nivel del analito normalizador, sino también la diferencia entre el
nivel actual y la magnitud esperada basándose en la cantidad
esperada de suero, y la desviación estándar de la distribución
normal de la población del analito. Podrán usarse estas técnicas,
conocidas ocasionalmente como técnicas de "probabilidad máxima"
o "análisis de probabilidad previa", para obtener una
aproximación del nivel de analito en sangre. Encontrará ensayos
adicionales sobre estas técnicas estadísticas en Casella, G.,
Berger, R.L., Statistical Inference (1990) y Carlin B.P.,
Louis, T.A., Bayes and Empirical Bayes Methods for Data
Analysis (2nd Ed. 2000).
Se puede encontrar información adicional sobre
la distribución de sodio, cloruro y osmolalidad en la población
humana normal en Ravel, Clinical Laboratory Medicine (6^{a}
Ed., 1995); véase también Penney, M.D. y Walters, G., Ann. Clin.
Biochem., 24:566-71 (1987) y Fraser, C.G.,
Cummings, S.T., Wilkinsen, S.O. et al., Clin. Chem.
35:783-86 (1985). Además se prevé que podrá
emplearse una función más compleja del nivel del analito en la
solución y los niveles de uno o más analitos normalizadores para
calcular los niveles del analito en sangre.
Por lo que respecta a la Fig. 1, el método
generalizado que aquí se presenta es aplicable cuando la misma
organización realiza el ensayo y calcula el nivel del analito en
sangre. Por lo tanto, en los pasos 101 y 102, respectivamente, se
sumerge el electrodo de ión selectivo (EIS) (por ej., sodio) en la
solución y se obtiene la información sobre el nivel de sodio. Los
pasos se repiten para recibir la información sobre cloruro, como se
muestra en los pasos 103 y 104. La información sobre el analito de
interés se recibe en el paso 105, y el nivel de analito en sangre se
calcula en el paso 106. Si, en el paso 107, se desea ensayar un
analito adicional con la misma muestra, el control pasa al paso 105
donde se recibe la información sobre el analito en la solución para
el nuevo analito. Se prevé que los pasos de ensayo para los analitos
de interés y los analitos normalizadores pueden ser realizados por
una organización y que el cálculo del nivel del analito en sangre
puede ser realizado por una organización diferente. Así, por
ejemplo, en la Fig. 1, podrán omitirse los pasos 101 y 103 si la
organización que calcula el nivel del analito en sangre no es la
misma que la organización que realiza el ensayo. El método indicado
en la Fig. 1 es muy general, y podrán añadirse otros pasos, o bien
omitirse o llevarse a cabo siguiendo un orden diferente y, más
generalmente, el método podrá hacerse de otra forma. Por ejemplo, no
se muestran los pasos de elución y verificación del nivel apropiado
de suero, pero es preferible su empleo.
Se prevé que el nivel del analito, nivel del
primer analito normalizador y nivel del segundo analito normalizador
podrán determinarse independientemente y estos valores usarse para
calcular el nivel del analito en sangre. Por ejemplo, típicamente
los ensayos de colesterol analizados previamente se realizan
mediante técnicas enzimáticas donde se determina la densidad óptica
de la solución, la que puede expresarse como:
donde CV_{S}, la concentración de
colesterol de la solución, se calcula como una función de la
densidad óptica (DO) cuando se añaden reactivos analíticos a la
muestra siguiendo las técnicas de ensayo conocidas o que se
consideran adecuadas. La concentración de sodio en la solución, o
Na_{S}, puede usarse para calcular el nivel de colesterol
sanguíneo, CV_{b}, de la siguiente
forma:
Existen numerosas formas de hacer estos
cálculos. Por ejemplo, podría determinarse un factor de corrección
(FC) como función del nivel de sodio en la solución, donde:
Alternativamente se prevé que podrá diseñarse un
aparato o sistema único para calcular los niveles de analito en
sangre, donde se genera una señal eléctrica analógica o digital que
corresponde a los niveles del analito y analito normalizador en la
solución. Por ejemplo, podría calcularse el índice de colesterol en
sangre como función de la magnitud de dos señales eléctricas:
donde E_{1} representa la
magnitud de una señal eléctrica recibida de un espectrofotómetro al
medir la densidad óptica para evaluar el nivel de colesterol total
en solución y E_{2} representa la magnitud de una señal eléctrica
recibida de un electrodo específico al
sodio.
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En la práctica, se prevé que numerosas variables
afectarán los resultados obtenidos para un grupo dado de muestras.
Por ejemplo, las lecturas obtenidas a partir de un EIS podrían
"fluctuar" de un día a otro, y el equipo empleado para obtener
la muestra de sangre u otro fluido podría contener impurezas (como
sodio) que potencialmente podrían introducir errores al ensayo. Por
esta razón, ocasionalmente deberá seguirse un procedimiento de
"tara". Periódicamente, se proporciona una pluralidad de
muestras con un nivel conocido o determinable de analito, y a partir
de estas muestras se prepararán muestras modificadas, y estas
muestras modificadas serán muestras modificadas en la forma esperada
de las muestras desconocidas. Por ejemplo, cierto número de muestras
(por ej., seis) de sangre podrían colocarse periódicamente en un
equipo de obtención de manchas de sangre similar a los empleados en
el campo y secarse, haciendo después la elución de las muestras
anhidras para producir soluciones. Después, se ensayarán las
soluciones para determinar el nivel del analito y uno o más analitos
normalizadores. A partir de estos ensayos, podrá obtenerse un
algoritmo para la determinación del nivel del analito fluido
original como función del nivel del analito medido y los niveles del
analito o analitos normalizadores. Mediante el empleo de este
algoritmo, podrán analizarse las muestras de fluidos modificados,
donde los niveles del analito y analito normalizador podrían
determinarse, y el nivel del analito en la muestra original podrá
determinarse como una función de ellos. Mediante esta metodología se
resolverán los errores introducidos por las impurezas (como sodio)
en el equipo de obtención, y los errores introducidos por factores
tales como la calibración del equipo podrán resolverse mediante el
recálculo periódico del algoritmo. El procedimiento de tara podrá
hacerse ocasional o regularmente a intervalos predeterminados (por
ej., diaria, semanal, mensual o anualmente).
Las ecuaciones indicadas anteriormente como
ejemplo no pretenden ser exhaustivas, sino que por lo contrario,
pretenden ilustrar que se incluyen variaciones innumerables de los
métodos de cálculo del nivel del analito en sangre dentro del ámbito
de la invención. Por ejemplo, con respecto a la Fig. 2, en una de
estas variaciones, se sumerge un EIS (sodio) en una muestra eluida
en el paso 201, y en el paso 202 se recibe una señal que corresponde
al nivel de sodio. La señal podrá ser una señal digital o analógica,
cuyo nivel se registrará. En los pasos 203 y 204 se repetirán los
mismos pasos para el nivel de cloruro, y en los pasos 205 y 206,
respectivamente, se realiza un ensayo del analito y se recibe una
señal que corresponde al nivel del analito. En el paso 207 se
calcula el nivel de sodio en solución; en el paso 208 se calcula el
nivel de cloruro y, en el paso 209, se calcula el nivel del analito
en solución. En el paso 210, se calcula el nivel del analito en
sangre, en este caso basándose en la magnitud del nivel de sodio en
solución, el nivel de cloruro en solución, y el nivel del analito en
solución. Si, en el paso 211, se desea ensayar un analito adicional
en la misma muestra, el control pasa al paso 205. En este caso, si
se han almacenado los niveles de sodio y cloruro en solución, podrán
omitirse los pasos 207 y 208 después de recibir una señal
correspondiente al nivel del segundo analito. El proceso podrá
controlarse mediante un microprocesador o microcontrolador apropiado
(no se
muestra).
muestra).
Como se ha indicado anteriormente, se prevé que
la organización que ofrece los resultados de un ensayo a un usuario,
que podría ser o no el profesional de la salud que solicitó el
ensayo, que a su vez puede ser la misma o diferente organización que
la que realiza el cálculo del nivel del analito en sangre, que a su
vez puede ser la misma o diferente organización que la que analiza
las muestras y genera la información correspondiente al nivel o
niveles del analito y el nivel o niveles del analito normalizador.
En la Fig. 3 se presenta un protocolo muy general para una
organización que proporciona los resultados, donde un usuario manda
una pregunta en el paso 301, y donde se le pide a dicho usuario su
número de ensayo en el paso 302. En el paso 303 se recibe el número
del ensayo, y en el 304 se pide el resultado del ensayo a la base de
datos de resultados del ensayo. Se recibe esa información en el paso
305 y el usuario la recibe en el paso 306.
En cuanto a la Fig. 4, la base de datos de
resultados del ensayo descrita anteriormente podrá ser estructurada
de forma adecuada. Con respecto, por ejemplo, al registro 400 en la
base de datos, la información sobre el resultado del ensayo 401, que
en la realización ilustrada incluye dos puntos de información,
información sobre el analito en sangre 1 e información sobre el
analito en sangre 2, se correlacionan con el número del ensayo 402.
El número del ensayo puede ser un número de ensayo anónimo o puede
ser un número de ensayo asociado con un usuario, por ejemplo, en
otro lugar dentro del registro 400 de la base de datos (no mostrado)
o en otra base de datos.
En cuanto a la Fig. 5, la base de datos puede
prepararse creando un registro de la base de datos (mostrado en el
paso 501), recibiendo la información del resultado del ensayo y un
número del ensayo (mostrado en los pasos 502 y 503, respectivamente)
y, como se muestra en el paso 504, introduciendo el número del
ensayo y la información del resultado del mismo en el registro de la
base de datos. En las patentes Quattrocchi mencionadas anteriormente
o en la solicitud pendiente de resolución de nº de serie 09/709.884
se podrá encontrar información adicional sobre el papel de una
organización que proporciona resultados en un protocolo de ensayos
médicos o de bienestar.
La invención prevé además un método de
preparación de una base de datos para usarse en el cálculo de los
niveles del analito en sangre. El nivel del analito en sangre puede
calcularse con referencia específica a la base de datos, o
alternativamente la base de datos puede usarse conjuntamente con la
preparación de un algoritmo para permitir el cálculo del nivel en
sangre. La base de datos se prepara preferentemente con referencia a
sangre que contiene un nivel conocido de colesterol u otro analito
de interés. Varias muestras de sangre con diferentes niveles del
analito se reducen entonces a una muestra modificada, como una
muestra en la forma de una mancha de sangre o de suero, y cada
muestra se analiza en cuanto al analito de interés y en cuanto a un
analito normalizador. Por ejemplo, con respecto a la Fig. 6, se crea
un registro en la base de datos en el paso 601, y se recibe la
información del nivel conocido de un analito en sangre en el paso
602. La información con respecto al nivel del analito en solución y
el nivel de los dos analitos normalizadores, sodio y cloruro, por
ejemplo, se recibe durante los pasos 603-605, y en
el paso 606 la información recibida se introduce en el registro de
la base de datos. Si en el paso 607 se va a crear un registro
adicional en la base de datos, el control pasa al paso 601, donde se
crea un nuevo registro en la base de datos para la nueva muestra.
Deberá observarse que el orden de los pasos no es crítico, y de
hecho la base de datos podría prepararse secuencialmente con
respecto a cada muestra de sangre (esto es, cada muestra se reduce a
una muestra modificada, se ensaya, y los resultados se introducen a
un registro en la base de datos antes de alterar la siguiente
muestra de sangre), secuencialmente con respecto al registro en la
base de datos (donde todas las muestras de sangre se reducen a
muestras modificadas antes de introducir los primeros registros a la
base de datos) o cualquier otra metodología apropiada. Así se
prepara un registro 700 en la base de datos como se muestra en la
Fig. 7, con entradas 701 a 704 que representan respectivamente el
nivel de analito en sangre, analito en solución, nivel de sodio en
la solución y nivel de cloruro en solución.
Como se analizó anteriormente, en lugar de
calcularse, puede determinarse el nivel del analito en sangre en una
muestra de fluido sanguíneo por lo que respecta a la base de datos,
por ejemplo encontrando el nivel de analito en solución y nivel o
niveles de analito normalizador en solución en la base de datos que
se aproximan mejor a los de la muestra. Alternativamente puede
usarse cualquier técnica estadística o matemática adecuada para
obtener un algoritmo para calcular el nivel del analito en sangre a
partir del nivel del analito en solución y al menos un nivel de
analito normalizador. En algunas realizaciones, el algoritmo es de
primer orden con respecto al menos al nivel del analito en solución
y podría ser de primer orden con respecto al nivel del analito en
solución y uno o ambos niveles de analito normalizador.
Preferentemente la invención se realiza de
acuerdo con el esquema general que aparece en la Fig. 8.
Generalmente un médico o tienda minorista 802 vende al cliente 801
un equipo de ensayo (la transferencia del equipo se muestra a través
de la comunicación de transferencia 805). El equipo de ensayo (no
mostrado) incluye preferentemente herramientas para permitirle al
cliente obtener una muestra de sangre, suero o manchas de suero. Por
ejemplo, como se discute más ampliamente en las patentes Quattrocchi
mencionadas anteriormente, el equipo de ensayo podría incluir una
lanceta para que el usuario se pinche el dedo, una tarjeta
absorbente para la sangre o una tarjeta absorbente para el suero (o
el equipo que se muestra en las Figs. 9 y 10 mencionado
posteriormente), un formulario de consentimiento informado y un
número de ensayo. Después de preparar la sangre, suero o tarjeta
absorbente de suero, el cliente envía la muestra de sangre seca a
una organización que proporciona resultados 803 como se muestra
mediante una comunicación de transferencia 806. En la realización
ilustrada, la organización que proporciona resultados 803 envía la
muestra a otra organización 804, como se muestra mediante una
comunicación de transferencia 809. Como se muestra mediante la
comunicación 810, la organización que realiza el ensayo ofrece los
resultados del mismo a la organización que proporciona los
resultados. Los resultados podrían ser resultados "sin tratar",
esto es, resultados donde el nivel del analito en sangre no se ha
determinado u obtenido, o alternativamente la organización que
realiza el ensayo podría calcular el nivel del analito en sangre y
transmitir ese resultado a la organización que proporciona los
resultados. Como se muestra en la comunicación 807, el cliente se
comunica con la organización que proporciona los resultados, y en la
comunicación 808, la organización que proporciona los resultados le
da los resultados del ensayo al cliente. Opcionalmente, la
organización que proporciona los resultados podría estar equipada
para comunicarse directamente con la oficina del médico, como se
muestra en las comunicaciones 811 y 812. Excepto cuando se requiere
la transferencia de una muestra física, la comunicación puede
hacerse a través de cualquier medio o método conocido en la
actualidad o descubierto en el futuro, por ejemplo por teléfono,
comunicación inalámbrica, correo o "conversación" electrónica u
otra comunicación electrónica, u otra forma de comunicación.
Por lo que respecta a las Figs. 9 y 10, el
equipo 900 de recolección de fluidos ilustrado incluye dos bandas
901, 901, cada una comprende un recolector de fluidos 903, 904 que
está colocado entre una hoja superestrato 905 y una hoja substrato
906 y generalmente se fija con respecto a la hoja superestrato 905.
Normalmente el recolector de fluidos está conectado a la hoja
substrato 906 (una parte de la cual puede verse) en un extremo 907,
908, aunque el recolector podría ser flexible y por lo tanto no
estar completamente fijo con respecto a la hoja substrato 905. El
substrato cuenta con al menos una apertura (se muestran dos como
909, 910) mediante la cual el usuario puede transferir fluidamente
sangre al recolector. En las realizaciones ilustradas, se
proporcionan las aperturas secundarias 911, 912. Para usar el
equipo, el usuario coloca la sangre en el recolector, donde parte o
toda la sangre se absorbe en la dirección indicada por las flechas
913 hasta las partes 914, 915 de los recolectores 903, 904 visibles
a través de las aperturas secundarias 914, 915 se manchan, cuando el
usuario recibe una indicación de que se ha recogido suficiente
sangre. En las realizaciones ilustradas, se proporcionan las
instrucciones 917 en la hoja del substrato 905 y los espacios de
información de identificación 918 (mostrados en la Fig. 10) se
proporcionan en la hoja substrato 906. El equipo puede estar
equipado con marcas no textuales legibles por máquina (como el
código de barras 919).
En una realización muy preferida de la
invención, el recolector de fluidos es un papel absorbente o
substrato de fibra de vidrio recubierto con un sacárido,
preferentemente un mono o disacárido y más preferentemente xilosa.
El substrato deberá ser el que permita al menos una separación
sustancial del componente de glóbulos rojos de las células
sanguíneas de otras porciones de la sangre (esto es, suero). Se
piensa que el componente sacárido permite una recuperación más
efectiva de los componentes del suero de la hoja del substrato. El
substrato puede estar sólo recubierto en la superficie en uno o los
dos lados con el sacárido, pero preferentemente el substrato estará
recubierto sobre las superficies internas tanto como la superficie
exterior. En una realización, se aplicaron 180 \mul de una
solución al 5% de xilosa a la superficie interna del substrato 0,8x7
cm (de manera que sustancialmente todo el substrato queda
humedecido) y se dejó secar al aire. Si se emplea el recolector de
fluidos en el equipo mostrado en las Figs. 9 y 10, las células
sanguíneas permanecerán cerca del extremo del equipo de recolección
(opuesto a la dirección de las flechas 913), mientras que el suero
se absorberá hacia el otro extremo de la tarjeta. Cuando un
laboratorio de ensayo la recibe, podrá cortarse y eluirse parte del
recolector de fluido. Preferentemente, la porción cortada incluirá
parte del recolector "por encima" del punto final de absorción
del suero. Un producto comercial (papel Whatman GF/AVA) contiene
sodio, y se piensa que al cortar el papel filtro por encima del
punto final de absorción se introducirá una cantidad constante de
sodio en el fluido eluido. Podrá prepararse el equipo aplicando una
solución del sacárido al substrato.
La invención permite la determinación de los
niveles de analito en sangre venosa a partir de muestras de sangre
capilar. Se prevé que en la mayoría de las realizaciones, el nivel
de analito de la solución se normalizará al nivel de sangre venosa
del analito, pero también se prevé que el valor de la solución podrá
normalizarse al nivel de la sangre capilar (o la de un vaso
sanguíneo diferente).
Las bases de datos estudiadas en el presente
pueden crearse y almacenarse como ficheros informáticos en un medio
legible por ordenador, como un disquete, disco duro,
CD-ROM, DVD-ROM, chip ROM o chip
EPROM, o cualquier otro medio adecuado que se conozca en la
actualidad o se descubra en el futuro. Los ensayos del analito y
analitos normalizadores pueden hacerse mediante cualquier técnica
convencional o de otro tipo que sea adecuada en la actualidad o en
el futuro, e igualmente, el analito y el analito normalizador (que
podrían ser átomos discretos, iones, compuestos, materiales
bioquímicos, o propiedades) podrían ser los que se han descrito
específicamente aquí u otros que podrían resultar adecuados para el
uso conjuntamente con la invención.
Se ofrecen los siguientes ejemplos para ilustrar
la invención, pero no deberán considerarse que estos limitan el
ámbito de la invención a menos que se indique lo contrario. A menos
que se indique lo contrario en estos ejemplos, el nivel de analito
determinado se corrigió usando sodio como el único analito
normalizador. Se hizo la corrección usando una regresión lineal
simple. Deberá entenderse que pueden emplearse regresiones más
complejas de variables únicas y de varias variables conjuntamente
con la invención, y por lo tanto, las técnicas estadísticas
empleadas en estos ejemplos deben considerarse no limitantes.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación del colesterol total.
Se usaron quince pacientes para obtener muestras
de sangre (micromuestras de suero) mediante punción venosa. El suero
de cada muestra se depósito como una mancha sobre papel filtro y se
secó, los volúmenes aplicados variaron entre aproximadamente 8 y 16
\mul. El número de manchas para cada muestra de sangre se enumera
en la columna "No." en la tabla a continuación. Se eluyeron las
manchas y se determinaron el colesterol y sodio. Para cada muestra
de cada paciente, se calculó el nivel normalizado de colesterol
basándose en el nivel de un analito medido en el fluido (colesterol)
y un analito normalizador (sodio). Se obtuvo el nivel normalizado de
colesterol según la invención actual usando técnicas de regresión
lineal para obtener la siguiente función: Colesterol normalizado =
Colesterol medido/((-0,003306) + 0,9781 x (sodio medido/139)), donde
139 (mEq/l) es la media de población para el sodio. La regresión se
calculó basándose en cinco mediciones directas del nivel de
colesterol a partir de la misma muestra de sangre, como se enumeran
en la columna "Media del colesterol en suero". Se muestra el
promedio de los valores normalizados de colesterol para cada
paciente en la columna "Media del colesterol normalizado" y se
muestra el coeficiente de variación de los niveles de colesterol
normalizados obtenidos para cada paciente en la columna designada
"%CV del colesterol normalizado".
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
Media del
colesterol normalizado = -7,97 + 1,04 x Media del colesterol en
suero, siendo el coeficiente de correlación, expresado como
R^{2}, mayor de
0,99.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación de LAD.
Se usaron las mismas manchas anhidras de los
mismos quince pacientes que participaron en el Ejemplo 1 para
obtener un valor medido de LAD. Se obtuvo el valor normalizado de
LAD según la invención actual usando técnicas de regresión lineal
que dieron la siguiente función:
LAD normalizado
= LAD/(0,0158 + 1,060 x (sodio/139)). Los datos que se
ofrecen a continuación se midieron o calcularon de la misma
forma que en el Ejemplo
1.
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
Media del LAD
normalizado = 8,15 + 0,87 x Media del LAD en suero, siendo el
coeficiente de correlación, expresado como R^{2}, mayor de
0,99.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación de triglicéridos (TG).
Se usaron las mismas manchas anhidras de los
mismos quince pacientes que participaron en el Ejemplo 1 para
obtener un valor medido de TG. Se obtuvo el valor normalizado de TG
según la invención actual usando técnicas de regresión lineal que
dieron la siguiente función:
TG normalizado
= TG/((-0,0136) + 0,9307 x (sodio/139). Los datos dados a
continuación se midieron o calcularon de la misma forma que
en el Ejemplo
1.
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
Media de TG
normalizado = 3,36 + 0,95 x Media de TG en suero, siendo el
coeficiente de correlación, expresado como R^{2}, mayor de
0,995.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación de LBD. Se usaron las mismas
observaciones de los mismos quince pacientes que participaron en los
Ejemplos 1, 2 y 3 para calcular un valor para LBD en suero y un
valor para LBD en MSS según la fórmula de Friedewald:
Media de LBD en
suero = Media de colesterol en suero - Media de LAD en suero - Media
de TG en
suero/5
Media de LBD
normalizado = Media de colesterol normalizado - Media de LAD
normalizado - Media de TG normalizado/5,
respectivamente.
Se calcularon los siguientes datos (se calculó
la media de LBD en suero a partir de los valores medios registrados
en los Ejemplos 1-3).
\vskip1.000000\baselineskip
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
Media de LBD
normalizado = -8,16 + 1,07 x Media de LBD en suero, siendo el
coeficiente de correlación, expresado como R^{2}, igual a
0,98.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación del colesterol total.
Se usaron ciento treinta y dos pacientes para
obtener sangre mediante punción venosa (muestras de sangre venosa) y
pinchando los dedos (muestras de sangre capilar). La sangre capilar
se depositó como manchas sobre un papel filtro Whatman GF/AVA
recubierto con xilosa, usando un equipo similar al mostrado en la
Fig. 9. Se secaron las muestras de sangre capilar y se cortó y eluyó
la parte del papel filtro que contenía el suero separado. Se
determinó el colesterol y sodio en los eluidos de cada muestra. Se
obtuvo el nivel de colesterol normalizado según la invención actual
usando una fórmula variable:
Colesterol
normalizado = colesterol medido/(A + B x (sodio
medido/139)).
En esta ecuación, A y B fueron valores escalares
recalculados periódicamente basándose en el procedimiento de
"tara" descrito anteriormente, donde se calculó una regresión
para seis pacientes y se usaron los valores A y B de esta regresión
para calcular los valores de colesterol normalizado para las
muestras analizadas antes del siguiente período de tara. A
continuación se dan los valores de colesterol real (medido
directamente en sangre venosa) y los calculados para el colesterol
normalizado en estos pacientes.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
Colesterol normalizado = -1,16 +
1,00 x Colesterol en suero, siendo el
coeficiente de correlación, expresado como R^{2}, 0,966.
coeficiente de correlación, expresado como R^{2}, 0,966.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación de LAD. Se usaron las muestras de
manchas anhidras y sangre venosa de los mismos ciento treinta y dos
pacientes que participaron en el Ejemplo 5 para determinar LAD en
sangre capilar y compararlo con un valor medido de LAD en sangre
venosa. Se obtuvo el nivel normalizado de LAD en sangre capilar
según la invención actual usando la fórmula: LAD normalizado = LAD
medido/(A+B x (sodio medido/139)), donde A y B se obtuvieron en la
forma descrita anteriormente. Se obtuvieron los siguientes
resultados.
\global\parskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
LAD normalizado
= 2,47 + 0,953 x LAD en suero, siendo el coeficiente de
correlación, expresado como R^{2}, mayor de
0,96.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación de triglicéridos (TG). Se usaron las
muestras de manchas anhidras y sangre venosa de los mismos ciento
treinta y dos pacientes que participaron en el Ejemplo 5 para
determinar TG en sangre capilar y compararlo con un valor medido de
TG en sangre venosa. Se obtuvo el nivel normalizado de TG en sangre
capilar según la invención actual usando la fórmula: TG normalizado
= TG medido/(A+B x (sodio medido/139)), donde A y B se obtuvieron en
la forma descrita anteriormente. Se obtuvieron los siguientes
resultados.
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
TG normalizado
= -2,5 + 1,01 x TG en suero, siendo el coeficiente de correlación,
expresado como R^{2},
0,98.
En este ejemplo se demuestra la actuación de la
invención en la determinación de LBD. Se usaron las mismas
observaciones de los mismos ciento treinta y dos pacientes que
participaron en los Ejemplos 5, 6 y 7 para calcular un valor para
LBD en suero y un valor para LBD en MSS según la fórmula de
Friedewald:
LBD en suero =
Colesterol en suero - LAD en suero - TG en
suero/5
LBD normalizado
= Colesterol normalizado - LAD normalizado - TG
normalizado/5.
Se calcularon los siguientes resultados:
Se generó una regresión lineal comparativa a
partir de los puntos de datos recogidos en este ejemplo. El ajuste
lineal obedece a la siguiente ecuación:
LBD normalizado
= -0,25 + 1,00 x LBD en suero, siendo el coeficiente de
correlación, expresado como R^{2}, igual a
0,96.
Por lo tanto, puede observarse cómo la invención
proporciona un método para determinar el nivel de analito en una
muestra.
Aunque en el presente se han descrito
determinadas realizaciones de la invención, dicha invención no se
limita a ellas, sino que por lo contrario deberá considerarse como
definida por el ámbito completo de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (3)
1. Un método para determinar el nivel de un
analito en sangre a partir de una solución formada por una muestra
de fluido sanguíneo seco, y dicha muestra de fluido sanguíneo es una
muestra de plasma o suero, que comprende:
en cualquier orden, la medición del nivel del
analito en dicha solución, la medición del nivel de un primer
analito normalizador seleccionado entre el grupo que incluye el
contenido de sodio, contenido de cloruro y osmolalidad, y la
medición del nivel de un segundo analito normalizador seleccionado
entre el grupo que incluye el contenido de sodio, contenido de
cloruro y osmolalidad; y
la determinación del nivel del analito en la
sangre de la cual se obtuvo la muestra de fluido sanguíneo basándose
en dicho nivel de analito en dicha solución, el nivel de dicho
primer analito normalizador en dicha solución, y el nivel de dicho
segundo analito normalizador en dicha solución, calculando el
promedio ponderado del nivel de dichos primer y segundo analitos
normalizadores en dicha solución.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un método como el indicado en la
reivindicación 1, donde el analito se selecciona entre el grupo
formado por ALT, colesterol, PSA, sodio, cloruro y osmolalidad.
3. Un método para la determinación de la
concentración de un analito en una muestra de fluido corporal a
partir de una solución formada por una muestra de sangre entera
seca, que comprende:
en cualquier orden, la medición del nivel de un
analito en dicha solución, la medición del nivel de un primer
analito normalizador en dicha solución seleccionado entre el grupo
formado por el contenido de sodio, contenido de cloruro y
osmolalidad, y la medición del nivel de un segundo analito
normalizador en dicha solución seleccionado entre el grupo formado
por el contenido de sodio, contenido de cloruro y osmolalidad; y
la determinación del nivel del analito en la
muestra de la cual se obtuvo dicha muestra modificada basándose en
dicho nivel de analito en dicha solución, el nivel de dicho primer
analito normalizador en la solución, y el nivel de dicho segundo
analito normalizador en la solución, calculando el promedio
ponderado del nivel del primer y segundo analitos normalizadores en
la solución.
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