ES2569420T3 - Tira de ensayo analítica con un electrodo que tiene áreas electroquímicamente activas e inertes de un tamaño y distribución predeterminados - Google Patents

Tira de ensayo analítica con un electrodo que tiene áreas electroquímicamente activas e inertes de un tamaño y distribución predeterminados Download PDF

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ES2569420T3 ES11722135.8T ES11722135T ES2569420T3 ES 2569420 T3 ES2569420 T3 ES 2569420T3 ES 11722135 T ES11722135 T ES 11722135T ES 2569420 T3 ES2569420 T3 ES 2569420T3
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Abstract

Una tira de ensayo analítica con base electroquímica (10) para la determinación de un analito en una muestra de fluido corporal, comprendiendo la tira de ensayo analítica con base electroquímica: donde el electrodo de trabajo tiene áreas electroquímicamente inertes y al menos un área electroquímicamente activa, caracterizado porque las áreas electroquímicamente inertes y la al menos un área electroquímicamente activa tienen un tamaño predeterminado y una distribución predeterminada donde el tamaño predeterminado y la distribución predeterminada están configurados en una disposición regular en red cuadrada donde la anchura de la al menos un área electroquímicamente activa está en el rango de 3 μm a 50 μm y la anchura de las áreas electroquímicamente activas está en el rango de 20 μm a 200 μm.

Description

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Tira de ensayo analftica con un electrodo que tiene areas electroqufmicamente activas e inertes de un tamano y distribucion predeterminados
Descripcion
Antecedentes de la invencion Campo de la invencion
La presente invencion se refiere, en general, a dispositivos medicos y, en particular, a tiras de ensayo anallticas, medidores asociados y metodos relacionados.
Descripcion de la tecnica relacionada
La determination (por ejemplo, detection y/o medicion de concentration) de un analito en una muestra de fluido corporal es de particular interes en el campo medico. Por ejemplo, puede ser deseable determinar la glucosa, cetonas, colesterol, acetaminofeno y/o concentraciones de HbA1c en una muestra de un fluido corporal tal como orina, sangre o fluido intersticial. Tales determinaciones pueden conseguirse usando tiras de ensayo analltico, basandose en, por ejemplo, tecnicas visuales, fotometricas o electroqulmicas. Tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica convencionales se describen en, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos 5.708.247, y 6.284.125.
Mas tiras de ensayo electroqulmicas y metodos para usarlas se desvelan en WO 2005/045414, WO 2004/113910, US 2007/0227907, US 6241862, US 2009/0310743, US 2006/0144704 y US 2004/0031682.
La publication “Votametrla en electrodos espacialmente heterogeneos” de Trevor J. Davies eta al. J. Solid State Electrochem. (2005) 9, p. 797-808, describe electrodos parcialmente bloqueados, donde los discos inertes estan dispuestos en una disposition regular cubica o hexagonal.
Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos acompanantes ilustran las realizaciones preferentes en el presente y, y, junto con la descripcion general dada anteriormente y la descripcion detallada dada a continuation, sirven para explicar caracterlsticas de la invencion, donde:
La FIG. 1 es una vista simplificada en despiece de una tira de ensayo analltica con base electroqulmica de acuerdo con una realization de la presente invencion con llneas discontinuas que indican la alineacion de varios elementos de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica; y
La FIG. 2 es una vista superior simplificada de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la FiG. 1;
La FIG. 3 es una representation simplificada de una disposicion regular en red cuadrada de areas electroqulmicamente activas y areas electroqulmicamente inertes de un electrodo como se puede emplear en realizaciones de la presente invencion;
La FIG. 4 es una representacion simplificada de otra disposicion regular en red cuadrada de areas electroqulmicamente activas y areas electroqulmicamente inertes de un electrodo como se puede emplear en realizaciones de la presente invencion;
La FIG. 5 es una representacion simplificada de un medidor asociado para su uso en combination con tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica de acuerdo con realizaciones de la presente invencion;
La FIG. 6 es un diagrama de bloques esquematico en vista superior que ilustra una capa conductora estampada de una tira de ensayo analltica con base electroqulmica de acuerdo con la presente invencion conectada al medidor asociado de la FiG. 5;
La FIG. 7 es un grafico que representa un ejemplo de la dependencia de la corriente de pico en el grosor de capa de difusion para la reduction de cloruro de hexamina de rutenio en 1M KCl en electrodos de carbono serigrafiados no tratados (esto es, sin plasma) y tratados con plasma en comparacion con corriente de pico teoricamente predicha;
La FIG. 8 es un grafico que representa un ejemplo de la dependencia de la separation de picos en el grosor de capa de difusion para la reduccion de cloruro de hexamina de rutenio en 1 M KCI en electrodos de carbono serigrafiados no tratados (esto es, sin plasma) y tratados con plasma;
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La FIG. 9 es un grafico que representa los resultados experimentales de un analisis voltametrico de tamano de un carbono serigrafiado, un electrodo de oro simulado y un electrodo de oro con una red regular de 128 micrones de de areas electroqulmicamente activas y areas electroqulmicamente inertes creados a traves de la ablacion laser de un electrodo de oro depositado; y
FIG. 10 es un diagrama de flujo que representa fases en un metodo para determinar un analito en una muestra de fluido corporal de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Descripcion detallada de realizaciones ilustrativas
La siguiente descripcion detallada deberla leerse con referencia a los dibujos, en los que los elementos similares en diferentes dibujos estan numerados de forma identica. Los dibujos, que no estan necesariamente a escala, representan realizaciones ejemplares con fines explicativos solamente y no pretenden limitar el alcance de la invencion. La descripcion detallada ilustra a modo de ejemplo, y no a modo de limitacion, los principios de la invencion. Esta descripcion permitira claramente a un experto en la materia realizar y usar la invencion, y describe varias realizaciones, adaptaciones, variaciones, alternativas y usos de la invencion, incluyendo lo que se cree actualmente que es el mejor modo de llevar a cabo la invencion.
Como se usa en este documento, los terminos "sobre" o "aproximadamente" para cualquier valor o intervalo numerico indican una tolerancia dimensional adecuada que permite que la parte o el conjunto de componentes funcionen para el fin que se describe en este documento.
En general, una tira de ensayo analltica con base electroqulmica para la determinacion de un analito (por ejemplo, glucosa) en una muestra de fluido corporal (tal como una muestra de sangre total) de acuerdo con realizaciones de la presente invencion incluye una capa base electricamente aislante y una capa conductora estampada (por ejemplo, una capa conductora estampada en oro) dispuesta sobre la caspa electricamente aislante. La capa conductora estampada incluye al menos un electrodo teniendo el electrodo al menos un area electroqulmicamente inerte y areas electroqulmicamente activas. Ademas, la(s) area(s) electroqulmicamente inerte(s) y las areas electroqulmicamente activan tienen un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada (tal como una red regular o una distribution en disposition regular) de tal manera que la respuesta electroqulmica del electrodo durante el uso de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica sea esencialmente equivalente a una respuesta electroqulmica predeterminada.
Deberla senalarse que una superficie de electrodo que incluye areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes es referido como un electrodo electroqulmicamente heterogeneo. Los electrodos empleados en realizaciones de la presente invencion son no evidentes y novedosos en que, por ejemplo, sus caracterlsticas electroqulmicamente heterogeneas estan predeterminados a traves del tamano y la distribucion de las areas electroqulmicamente activas e inertes de tal manera que se obtiene una respuesta electroqulmica predeterminada (por ejemplo, respuesta de corriente de pico, de corriente de separation, respuesta transitoria, respuesta transitoria temprana despues de 500 milisegundos de la aplicacion de un potencial para la tira de ensayo analltica con base electroqulmica, y/o respuesta electroqulmica interferente) durante su uso.
Las tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica acuerdo con la presente invencion son beneficiosas en que, por ejemplo, el electrodo de la tira de ensayo puede estar "sintonizado" (es decir, modificado o ajustado en comparacion con un electrodo donde el tamano y la distribucion de areas electroqulmicamente inertes y electroqulmicamente activas no estan predeterminados o controlados) para proporcionar respuestas electroqulmicas predeterminadas deseables. Tal sintonizacion se consigue mediante la selection de un tamano predeterminado apropiado y una distribucion predeterminada de las areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes. Una vez valorada la presente divulgation, un experto en la tecnica reconocera que tal seleccion puede basarse en la experimentation de rutina y modelado (por ejemplo, el modelado matematico basado en resultados experimentales obtenidos a traves de un rango de tamanos y distribuciones predeterminadas), el uso de tecnicas de dimensionamiento voltametrico como se describe aqul, o cualquier otra tecnica adecuada conocida para un experto en la tecnica.
Un ejemplo no limitativo de una tira de ensayo analltica con base electroqulmica de acuerdo con la presente invencion es una tira de ensayo analltica con base electroqulmica con un electrodo de trabajo de oro que tiene un tamano predeterminado y una distribucion de areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes que proporciona una respuesta electroqulmica esencialmente equivalente a un electrodo de trabajo de carbono convencional serigrafiado. Se preve que tal tira de ensayo analltica con base electroqulmica podrla emplearse con una base establecida de medidores que emplean algoritmos de determinacion del analito disenados para las tiras de ensayo anallticas con electrodos de trabajo de carbono serigrafiados y, por tanto, no requerirla el gasto y el esfuerzo de un nuevo medidor. En otras palabras, las tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica de acuerdo con realizaciones de la presente invencion pueden ser, si se desea, facilmente compatibles con medidores establecidos. Ademas, se preve el uso del oro para el electrodo de trabajo para proporcionar una mayor precision y reproducibilidad debido a la inherente reproducibilidad de eficiencia electroqulmica de electrodos de oro.
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La FIG. 1 es una vista simplificada en despiece de una tira de ensayo analltica con base eiectroqulmica 10 de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. La FIG. 2 es una vista superior simplificada de tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10. La FIG. 3 es una representacion simplificada de una disposition regular en red cuadrada 30 de areas electroqulmicamente activas y areas electroqulmicamente inertes de un electrodo como se puede emplear en realizaciones de la presente invencion. La FIG. 4 es una representacion simplificada de otra disposicion regular en red cuadrada de las areas 40 de areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes de un electrodo como se puede emplear en realizaciones de la presente invencion.
Haciendo referencia a las FIGs. 1 a 4, la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 de acuerdo con la presente invencion incluye un sustrato electricamente aislante 12, una capa conductora estampada 14, una capa de aislamiento estampada 16, una capa de reactivo enzimatico 18, una capa adhesiva estampada 20, una capa hidrofllica 22 y una capa superior 24.
La disposicion y alineacion del sustrato electricamente aislante 12, capa conductora estampada 14 (incluyendo el electrodo de referencia 14a, primer electrodo de trabajo 14b y segundo electrodo de trabajo 14b), capa de aislamiento estampada 16 (con ventana de exposition del electrodo 17 que se extiende a traves del mismo), capa de reactivo enzimatico 18, capa adhesiva estampada 20, capa hidrofllica 22 y capa superior 24 de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 son tales que la camara que recibe la muestra esta formada dentro de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10.
En la realizacion de las FIGs. 1 y 2, la capa conductora estampada 14 incluye un electrodo contador 14a (tambien referido como un electrodo de referencia), un primer electrodo de trabajo 14b, y un segundo electrodo de trabajo 14c. Aunque la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 se representa incluyendo tres electrodos, las realizaciones de tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica, incluyendo realizaciones de la presente invencion, pueden incluir cualquier numero adecuado de electrodos.
El electrodo contador 14a, el primer electrodo de trabajo 14b y el segundo electrodo de trabajo 14c pueden estar formado de cualquier material adecuado incluyendo, por ejemplo, oro, paladio, platino, indio, aleaciones de titanio-paladio y materiales con base de carbono electricamente conductores. La formation de electrodos de metal (por ejemplo electrodos de oro) mediante metodos convencionales tlpicamente da como resultado un electrodo de metal con un area de superficie lisa, uniforme y esencialmente electroqulmicamente activa por completo. Sin embargo, en realizaciones de la presente invencion que incluyen una tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10, al menos uno de los electrodos (por ejemplo, el primero y segundo electrodo de trabajo 14b y 14c) tiene areas electroqulmicamente inertes 26 y areas electroqulmicamente activas 28 (vease la FIG. 2 en particular donde las areas electroqulmicamente inertes estan representadas, por simplicidad, como cuadrados abiertos y la(s) area(s) electroqulmicamente activa(s) como llneas solidas). Ademas, las areas electroqulmicamente inertes y las areas electroqulmicamente activas tienen un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada de tal manera que la respuesta electroqulmica del electrodo durante el uso de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica es esencialmente equivalente a una respuesta electroqulmica predeterminada. Los detalles de dichas areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes se describen con mas detalle a continuation con respecto a las FIGs. 3 y 4.
Tales areas electroqulmicamente inerte y electroqulmicamente activas se pueden configurar como una disposicion regular, incluyendo, por ejemplo, una disposicion regular en red cuadrada, disposicion regular rectangular, disposicion regular triangular, disposicion regular de areas circulares electroqulmicamente inertes, o disposicion regular de pollgonos. Ejemplos de disposiciones regulares en red cuadrada se representan en las FIGs. 3 y 4. La disposicion regular en red cuadrada de la FIG. 3 incluye cuarenta y cinco (45) area electroqulmicamente inertes 32 y un area electroqulmicamente activa electricamente continua 34. Las areas electroqulmicamente inertes 32 estan configuradas como cuadrados electricamente aislados de 128 pm por cada lado (dimension A en la FIG. 3). El area electroqulmicamente activa 34 esta configurada como una red con una anchura de 10 pm (dimension B en la FIG. 3). El area electroqulmicamente activa 34 esta separada de cada una de las cuarenta y cinco areas electroqulmicamente inertes por las regiones fronterizas no conductoras 36 creadas, por ejemplo, mediante ablation laser de una capa de oro depositada. Por lo tanto, en la realizacion de la FIG. 3, hay cuarenta y cinco (45) regiones fronterizas no conductoras 36. El area electroqulmicamente activa 34 es aproximadamente el 6,3% del area geometrica total de la disposicion regular en red cuadrada 30.
La disposicion regular en red cuadrada 40 de la FIG. 4 incluye doscientos cuarenta (240) areas electroqulmicamente inertes 42 y un area electroqulmicamente activa electricamente continua 44. Las areas electroqulmicamente inertes 42 estan configuradas como cuadrados electricamente aislados de 48 pm por cada lado (dimension C en la FIG. 4). El area electroqulmicamente activa 44 esta configurada como una red con una anchura de 10 pm (dimension D en la FIG. 4). El area electroqulmicamente activa 44 esta separada de cada una de las doscientos cuarenta areas electroqulmicamente inertes por las regiones fronterizas no conductoras 46 creadas, por ejemplo, mediante ablacion laser de una capa de oro depositada. Por lo tanto, en la realizacion de la FIG. 3, hay doscientos cuarenta (240) regiones fronterizas no conductoras 46. El area electroqulmicamente activa 44 es aproximadamente el 17,5% del area geometrica total de la disposicion regular en red cuadrada 40.
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El tamano predeterminado y distribucion predeterminada de las areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes dependera de la respuesta electroqulmica predeterminada deseada, ya sea la respuesta electroqulmica una corriente de pico, una separacion de pico, respuesta transitoria, respuesta transitoria temprana, respuesta interferente, respuesta de ruido o combination de las mismas. Una anchura tlpica, aunque no limitativa, de la al menos un area electroqulmicamente activa esta en el rango de 3 pm a 50 pm, mientras que una anchura tlpica, aunque no limitativa, de las areas electroqulmicamente inertes esta en el rango de 20 pm a 200 pm.
Las disposiciones regulares de areas qulmicamente inertes pueden formarse, por ejemplo, por el bloqueo flsico de la superficie de un electrodo o flsicamente aislando electricamente las areas de una manera flsica. Tal aislamiento flsico se puede lograr, por ejemplo, usando tecnicas convencionales de ablation laser que son conocidas para un experto en la tecnica. El bloqueo flsico de la superficie puede lograrse, por ejemplo, mediante deposition estampada de un material electricamente aislante que es insoluble durante el uso de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica. Tal deposicion estampada puede emplear cualquier tecnica adecuada incluyendo, por ejemplo, una tecnica de impresion por chorro de tinta.
El sustrato electricamente aislante 12 puede ser cualquier sustrato adecuado electricamente aislante conocido para un experto en la tecnica, incluyendo, por ejemplo, un sustrato de nailon, un sustrato de policarbonato, un sustrato de poliimida, un sustrato de cloruro de polivinilo, un sustrato de polietileno, un sustrato de polipropileno, un sustrato de poliester glicolado (PETG), o un sustrato de poliester. El sustrato electricamente aislante puede tener cualquier dimension adecuada incluyendo, por ejemplo, una dimension de anchura de aproximadamente 5 mm, una dimension de longitud de aproximadamente 27 mm y una dimension de grosor de aproximadamente 0,5 mm.
El sustrato electricamente aislante 12 proporciona una estructura a la tira para facilitar la manipulation y tambien sirve como una base para la aplicacion (por ejemplo, impresion o deposicion) de las capas posteriores (por ejemplo, una capa conductora estampada). Deberla senalarse que las capas conductoras estampadas empleadas en tiras de ensayo anallticas de acuerdo con realizaciones de la presente invention puede tomar cualquier forma adecuada y estar formadas de cualquier material adecuado, incluyendo, por ejemplo, materiales metalicos y materiales conductores de carbono.
La capa de aislamiento estampada 16 puede formarse, por ejemplo, a partir de una tinta aislante imprimible en pantalla. Dicha tinta aislante imprimible en pantalla esta disponible en el mercado en Ercon de Wareham, Massachusetts, Estados Unidos, bajo el nombre de "Insulayer. "
La capa adhesivo estampada 20 puede formarse, por ejemplo, a partir de un adhesivo sensible a la presion imprimible en pantalla disponible en el mercado en Apolo Adhesives, Tamworth, Staffordshire, Reino Unido. En la realization de las FIGs. 1-4, la capa adhesiva estampada 20 define las paredes exteriores de la camara que recibe la muestra 26.
La capa hidrofllica 22 puede ser, por ejemplo, una pellcula clara con propiedades hidrofllicas que promueven la humectacion y el llenado de la tira de ensa7o analltica con base electroqulmica 10 por una muestra de fluido (por ejemplo, una muestra de sangre total). Tales pellculas claras estan disponibles en el mercado, por ejemplo, en 3m de Minneapolis, Minnesota, Estados Unidos.
La capa de reactivo enzimatico 18 puede incluir cualquier reactivo enzimatico adecuado, con la selection de reactivos enzimaticos que sean dependientes del analito a determinar. Por ejemplo, si la glucosa se va a determinar en una muestra de sangre, la capa de reactivo enzimatico 18 puede incluir oxidasa o glucosa deshidrogenasa junto con otros componentes necesarios para la operation funcional. La capa de reactivo enzimatico 18 puede incluir, por ejemplo, glucosa oxidasa, citrato de tri-sodio, acido cltrico, alcohol polivinllico, acetato de celulosa hidroxilo, ferricianuro de potasio, antiespumante, Cabosil, PVPVA y agua. Mas detalles con respecto a las capas de reactivo enzimatico y tiras de ensayo analltica con base electroqulmica en general estan en la patente de Estados Unidos N° 6.241.862.
Los detalles relacionados con el uso de electrodos y capas de reactivo enzimatico para la determination de las concentraciones de analitos en una muestra de fluido corporal, aunque sin areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes de tamano predeterminado y distribucion predeterminada, estan en la patente de Estados Unidos N° 6.733.655.
La capa superior 24 incluye una primera parte 24a (por ejemplo, una primera parte transparente o translucida) y una segunda portion opaca 24b. La primera portion 24a y la segunda portion 24b opaca de la capa superior estan configuradas y alineadas con el resto de la tira de ensayo analltica de tal manera que un usuario puede ver la camara que recibe la muestra a traves de la primera parte de la capa superior. La capa superior 24 puede ser, por ejemplo, una pellcula clara, estando creada la segunda parte opaca 24b, por ejemplo, mediante la sobreimpresion de la pellcula clara con una tinta opaca y siendo la primera parte 24a simplemente una pellcula clara sin sobreimpresion. Una pellcula clara adecuada esta disponible en el mercado en Tape Specialities, Tring, Hertfordshire, Reino Unido.
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La tira de ensayo analltica basada en eiectroqulmica 10 puede fabricarse, por ejemplo, mediante formacion alineada secuencial de capa conductora estampada 14, capa de aislamiento estampada16 (con ventana de exposicion del electrodo 17 que se extiende a traves del mismo), capa de reactivo enzimatico 18, capa adhesiva estampada 20, capa hidrofllica 22 y capa superior 24 sobre el sustrato electricamente aislante 12. Pueden usarse cualquier tecnica adecuada conocida por un experto en la tecnica para llevar a cabo tal formacion alineada secuencial, incluyendo, por ejemplo, serigrafla, fotolitografla, fotograbado, deposicion qulmica de vapor, pulverization, tecnicas de lamination de cinta de y combinaciones de las mismas.
Durante el uso de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 para determinar una concentration de analito en una muestra de fluido (por ejemplo, concentracion de glucosa en sangre en una muestra de sangre total), los electrodos 14a, 14b y 14c de la capa conductora estampada 14 se emplean, por ejemplo, con un medidor asociado para monitorizar una respuesta electroqulmica de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica, por ejemplo una corriente inducida por una reaction electroqulmica de interes. La magnitud de tal corriente puede despues correlacionarse con la cantidad de analito presente en la muestra de fluido bajo investigation. Durante dicho uso, una muestra de fluido corporal se introduce en la camara que recibe la muestra 25 de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10.
La FIG. 5 es una representation simplificada de un medidor 100 para su uso en combination con tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica de acuerdo con realizaciones de la presente invention (tambien referido como un "medidor asociado"). La FIG. 6 es un diagrama de bloques esquematico en vista superior que ilustra una capa conductora estampada 14 de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 conectada a un medidor asociado 100.
El medidor 100 incluye una pantalla 102, un armazon 104, una pluralidad de botones de la interfaz de usuario 106, una tecla de funcion opcional 107 y un conector de puerto de tira 108. El medidor 100 incluye ademas circuitos electronicos dentro del armazon 104 tal como una memoria 110, un microprocesador 112, componentes electronicos 114 y 116 para aplicar un voltaje de prueba, y tambien para medir una pluralidad de valores de corriente de prueba. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 esta configurada para la insertion operativa en el conector de puerto de tira 108.
La memoria 110 del medidor 100 incluye un algoritmo adecuado que determina un analito en base a la respuesta electroqulmica de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10. El algoritmo, por lo tanto, acomoda la respuesta electroqulmica de los electrodos dentro de tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10.
El medidor 100 tambien incluye un conector de electrodo de referencia 118, un conector del primer electrodo de trabajo 120 y un conector del segundo electrodo de trabajo 122. Los tres conectores anteriormente mencionados son parte del conector de puerto de tira 108. Cuando se realiza una prueba, una primera fuente de tension de prueba 114 puede aplicar una pluralidad de tensiones de prueba Vi entre el primer electrodo de trabajo 14b y el electrodo de referencia 14a, donde i varla de 1 a n y mas tlpicamente de 1 a 5. Como resultado de la pluralidad de tensiones de prueba Vi, el medidor 100 puede despues medir una pluralidad de corrientes de prueba /,. De una manera similar, la segunda fuente de tension de prueba 116 puede aplicar una tension de prueba Ve entre el segundo electrodo de trabajo 14c y el electrodo de referencia 14a. Como resultado de la tension de prueba Ve, el medidor 100 puede despues medir una prueba de corriente /E. Las tensiones de prueba V y Ve puede aplicarse al primer y segundo electrodo de trabajo, respectivamente, secuencialmente o simultaneamente. Aquellos expertos en la tecnica reconoceran que el electrodo de trabajo al que se aplican Vi y Ve puede cambiarse, es decir, que Vi puede aplicarse al segundo electrodo de trabajo y Ve puede aplicarse al primer electrodo de trabajo.
Como se ha mencionado anteriormente, la selection del tamano predeterminado y distribucion predeterminada para las areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa del (de los) electrodo (s) empleado(s) en tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica de acuerdo con la presente invencion pueden basarse en el uso de dimensionamiento voltametrico para estimar el bloqueo de la superficie (es decir, el tamano de las areas electroqulmicamente inertes).
Se ha determinado que las caracterlsticas de difusion de electrodos heterogeneos, y como consecuencia, la respuesta actual obtenida durante una medicion electroqulmica, se determinan en gran medida por el tamano y la distri bucion de las areas electroqulmicamente inertes. Hay esencialmente cinco supuestos de interes con respecto al empleo de dimensionamiento voltametrico: (1) un electrodo completamente desbloqueado en el que un experto en la tecnica puede predecir la respuesta electroqulmica teoricamente (por ejemplo, con la ecuacion Randles Sevcik); (2) area(s) electroqulmicamente activa(s) relativamente grande(s) con efectos secundarios insignificantes y difusion lineal; (3) areas electroqulmicamente activas de dimensiones relativamente pequenas (como una anchura relativamente pequena) con efectos secundarios dominantes y difusion no-lineal/radial; (4) area(s) electroqulmicamente activa(s) de dimensiones relativamente pequenas con efectos secundarios dominantes y difusion no- lineal/radial que se superpone parcialmente; y (5) area(s) electroqulmicamente activa(s) de dimensiones relativamente pequenas que estan suficientemente cerca una de la otra de manera que sus capas de difusion se superponen por completo.
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Para el supuesto 1, la corriente de pico y la separacion de pico son como la teorla convencional lo predice. Para el supuesto 2, la corriente de pico es directamente proporcional al area geometrica del electrodo y la separacion de pico es como la teorla convencional predijo. Para el supuesto 3, no hay corriente de pico, sino simplemente una corriente limitadora en estado estable. Para el supuesto 4, la corriente de pico es inferior a la teorla
y la separacion de pico es mayor que la teorla. Para el supuesto 5, la corriente de pico es como lo la teorla predijo y
la separacion de pico es mayor que la teorla.
Las observaciones anteriores con respecto a los cinco supuestos permiten el dimensionamiento voltametrico (medicion) de tamano de bloqueo sobre un electrodo mediante el empleo de un rango de velocidades de exploracion y concentraciones de solucion, el grosor de la capa de difusion puede variar y la corriente de pico y la separacion de pico se midieron como una funcion del grosor de capa de difusion.
La FIG. 7 es un grafico que representa un ejemplo de la dependencia de la corriente de pico en el grosor de capa de difusion para la reduccion de cloruro de hexamina de rutenio en 1 M KCI en electrodos de carbono
serigrafiados no tratados (esto es, sin plasma) y tratados con plasma en comparacion con corriente de pico
teoricamente predicha. La FIG. 8 es un grafico que representa un ejemplo de la dependencia de la separacion de pico en el grosor de capa de difusion para la reduccion de cloruro de hexamina de rutenio en 1M KCl en electrodos de carbono serigrafiados no tratados (esto es, sin plasma) y tratados con plasma. La FIG. 9 es un grafico que representa resultados experimentales de un analisis de dimensionamiento voltametrico de carbono serigrafiado, un electrodo de oro simulado, y un electrodo de oro (aproximadamente 35 nm de grosor y producido mediante pulverization catodica) con una red regular 128 micrones de areas electroqulmicamente activas y electroqulmicamente inertes (vease la FIG. 3) creadas a traves de ablation laser de un electrodo de oro depositado. Los datos de las FIGs. 7-9 se obtuvieron utilizando un electrodo de trabajo de 0,0056 cm2, una configuration de 3 electrodos con electrodo contador de bobina Pt, electrodo de referencia Ag/AgCl, velocidades potenciales de exploracion de 10 a 2000 mV/s y la concentration de hexamina de rutenio se redujo de 4,44 mM a 0,31 mM como la velocidad potencial de exploracion aumento de tal manera que la corriente de pico fue 1,87 pAen todas las mediciones.
La FIG. 7 indica que los electrodos de carbono serigrafiados (sin tratamiento de plasma) se desvlan de la corriente de pico predicha con un grosor de capa de difusion de alrededor de 75 pm. Similarmente, la FIG. 8 indica que la separacion de pico de los electrodos tratadas con plasma y no tratados con plasma se desvlan entre si en grosores de capa de difusion de menos de aproximadamente 75 pm. Estos dos resultados indican que los electrodos de carbono serigrafiados sin tratamiento de plasma tienen una dimension de bloqueo superficie caracterlstica (es decir, anchura caracterlstica del area electroqulmicamente inerte) de 75 pm.
Se creo un electrodo de oro con disposition regular en red cuadrada de la FIG. 3 con el fin de demostrar que la respuesta electroqulmica de tal electrodo de oro serla esencialmente equivalente a una respuesta electroqulmica predeterminada (es decir, la respuesta electroqulmica de un electrodo de carbono serigrafiado). La FIG. 9 representa los resultados del dimensionamiento voltametrico e indica que la corriente de reduccion de pico del electrodo de oro con areas electroqulmicamente activas predeterminadas y areas electroqulmicamente inertes predeterminadas proporcionan en efecto una respuesta electroqulmica esencialmente equivalente a la respuesta predeterminada (es decir, la respuesta de un electrodo de carbono serigrafiado). La FIG. 9 tambien indica que un electrodo de oro convencional no proporcionarla una respuesta electroqulmica que fuera equivalente a la de un electrodo de carbono serigrafiado.
Se plantea la hipotesis sin estar ligado a teorla alguna, que durante la respuesta transitoria en los electrodos con areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa del tamano apropiado predeterminado y distribution predeterminada tal como se describe aqul, se producirlan las transiciones desde el supuesto 3 hasta el supuesto 5 y que las magnitudes relativas del analito, senales interferentes y ruidos variarlan entre estos supuestos. En esta situation, el empleo de una pluralidad de electrodos, cada uno con un tamano diferente predeterminado y la distribucion predeterminada de las areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa, la magnitud del analito, senales interferentes y ruidos podrla escalonarse en el tiempo. Un algoritmo adecuado podrla entonces emplearse para la deconvolution del analito, las senales interferentes y ruidos y producir una determination dl analito con una precision mejorada en comparacion con los electrodos convencionales.
Haciendo referencia a las FIGs. 1, 5 y 6 en particular, una tira de ensayo analltica con base electroqulmica y medidor asociado para la determinacion de un analito (por ejemplo, glucosa) en una muestra de fluido corporal (tal como una muestra de sangre total) incluye una tira de ensayo analltica con base electroqulmica (tal como la tira de ensayo analltica con base electroqulmica 10 descrita anteriormente) que tiene una capa base electricamente aislante de y una capa conductora estampada (por ejemplo, una capa conductora estampada de oro) dispuesta sobre la capa electricamente aislante. La capa conductora estampada incluye al menos un electrodo teniendo el electrodo areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa. Ademas, las areas electroqulmicamente inertes y area(s) electroqulmicamente activa(s) son de un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada de tal manera que la respuesta electroqulmica del electrodo durante el uso de la tira de
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ensayo analltica con base electroqulmica es esencialmente equivalente a una respuesta eiectroqulmica predeterminada.
Tambien se incluye un medidor (por ejemplo, medidor 100 descrito anteriormente y representado en las FIGs. 5 y 6) con un algoritmo, estando configurados el medidor y el algoritmo para determinar un analito en una muestra de fluido corporal aplicada a la tira de ensayo analltica con base electroqulmica en base a la respuesta electroqulmica del electrodo.
Una vez valorada la presente descripcion, un experto en la tecnica reconocera que las realizaciones de acuerdo con la presente invencion que son una combinacion de una tira de ensayo analltica electroqulmica y medidor asociado pueden incorporar cualquiera de las tecnicas, beneficios y caracterlsticas de tiras de ensayo anallticas con base electroqulmica de acuerdo realizaciones de la presente invencion y aqul descritas. Tales combinaciones pueden ser consideradas como un kit o un montaje.
Haciendo referencia a la FIG. 10, un metodo 900 para determinar un analito (tal como glucosa) en una muestra de fluido corporal incluye la aplicacion de una muestra de fluido corporal (por ejemplo, una muestra de fluido corporal de sangre total) a una tira de ensayo analltica con base electroqulmica que tiene una capa base electricamente aislante y una capa conductora estampada (por ejemplo, una capa conductora estampada de oro) dispuesta sobre la capa electricamente aislante (vease etapa 910 de la FIG. 9). La capa conductora estampada de la etapa 910 incluye al menos un electrodo con areas electroqulmicamente inertes y area(s) electroqulmicamente activa(s). Ademas, las areas electroqulmicamente inertes y area(s) electroqulmicamente activa(s) son de un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada de tal manera que la respuesta electroqulmica del electrodo durante el uso de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica es esencialmente equivalente a una respuesta electroqulmica predeterminada.
En la etapa 920, el metodo incluye la medicion de una respuesta electroqulmica de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica y, en la etapa 930, la determinacion del analito en base a la respuesta electroqulmica medida. Una vez valorada la presente descripcion, un experto en la tecnica reconocera que el metodo 900 puede modificarse facilmente para incorporar cualquiera de las tecnicas, beneficios y caracterlsticas de las tiras de ensayo de analitos de acuerdo con realizaciones de la presente invencion y aqul descritas.
Mientras aqul se han mostrado y descrito realizaciones preferentes de la presente invencion, sera obvio para aquellos expertos en la tecnica que muchas realizaciones solamente se proporcionan a modo de ejemplo. A aquellos expertos en la tecnica se les ocurriran numerosas variaciones, cambios y sustituciones sin partir de la invencion. Deberla entenderse que en la practica de la invencion pueden emplearse varias alternativas a las realizaciones de la invencion aqul descrita. Se pretende que las siguientes reivindicaciones definan el alcance de la invencion y los dispositivos y metodos dentro del alcance de estas reivindicaciones y sus equivalentes aqul cubiertos.

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    Reivindicaciones
    1. Una tira de ensayo analltica con base eiectroqulmica (10) para la determinacion de un analito en una muestra de fluido corporal, comprendiendo la tira de ensayo analltica con base eiectroqulmica:
    donde el electrodo de trabajo tiene areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa, caracterizado porque las areas electroqulmicamente inertes y la al menos un area electroqulmicamente activa tienen un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada donde el tamano predeterminado y la distribucion predeterminada estan configurados en una disposicion regular en red cuadrada donde la anchura de la al menos un area electroqulmicamente activa esta en el rango de 3 pm a 50 pm y la anchura de las areas electroqulmicamente activas esta en el rango de 20 pm a 200 pm.
  2. 2. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1 que ademas incluye una capa de bloqueo de superficie y donde las areas electroqulmicamente inertes se vuelven electroqulmicamente inertes por la capa de bloqueo de superficie.
  3. 3. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1 donde las areas electroqulmicamente inertes se vuelven electroqulmicamente inertes por el aislamiento electrico flsico de al menos un area electroqulmicamente activa.
  4. 4. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 4 donde el aislamiento electrico flsico se consigue usando ablacion laser.
  5. 5. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1 donde la tira de ensayo analltica esta configurada para la determinacion de glucosa en una muestra de sangre total.
  6. 6. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1 donde la capa conductora estampada tiene un primer electrodo de trabajo, un segundo electrodo de trabajo, y un electrodo contador/referencia y donde cada uno del primer electrodo de trabajo y el segundo electrodo de trabajo tienen areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa , teniendo las areas electroqulmicamente inertes y la al menos un area electroqulmicamente activa un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada de tal manera que una respuesta electroqulmica del electrodo durante el uso de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica es esencialmente equivalente a una respuesta electroqulmica predeterminada.
  7. 7. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1 donde la respuesta electrica predeterminada es una respuesta de corriente pico, una respuesta de separacion pico, y una respuesta de sensibilidad interferente, o una repuesta pasajera temprana que ocurre aproximadamente despues de 500 milisegundos de una aplicacion potencial a la tira de ensayo analltica con base electroqulmica.
  8. 8. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1, donde la tira de ensayo ademas incluye: una capa de reactivo enzimatico dispuesta al menos sobre al menos una parte de la capa conductora estampada; una capa superior dispuesta sobre la capa de reactivo enzimatico; y
    una camara que recibe la muestra definida en la tira de ensayo analltica con base electroqulmica.
  9. 9. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1, donde las areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa de tamano predeterminado y una distribucion predeterminada estan configuradas en una disposicion regular de tal manera que la respuesta electroqulmica de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica esta dominada por difusion superpuesta y no lineal.
  10. 10. La tira de ensayo analltica con base electroqulmica de la reivindicacion 1, donde la capa conductora estampada incluye una pluralidad de electrodos, teniendo cada uno de la pluralidad de electrodos un tamano predeterminado y una distribucion predeterminada diferentes de areas electroqulmicamente inertes y al menos un area electroqulmicamente activa.
  11. 11. Un metodo para determinara un analito en una muestra de fluido corporal, comprendiendo el metodo:
    aplicar una muestra de fluido corporal a una tira de ensayo analltica con base electroqulmica (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
    medir una respuesta electroqulmica de la tira de ensayo analltica con base electroqulmica; y determinar el analito en base a la respuesta electroqulmica medida.
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