ES2638737B1 - Electrode device and measurement procedure for the detection of lactic acid - Google Patents
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Abstract
Dispositivo electródico para la detección de ácido láctico sencillo y portable que comprende un soporte plástico cuadrangular con una primera cara y una segunda cara, la primera cara comprende tres electrodos serigrafiados, en el área activa del electrodo de trabajo se deposita una capa de platino y una disolución que contiene la enzima lactato oxidasa, que al oxidarse origina piruvato y peróxido de hidrógeno, y a la segunda cara se fija un potenciostato. Procedimiento de medida con el dispositivo citado que comprende las siguientes etapas: deposición de sudor que contiene ácido láctico en concentración entre 4 mM y 40 mM en el área activa del electrodo de trabajo; aplicación por el potenciostato de un potencial entre 0,4 V y 0,9 V entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia; lectura de la corriente generada de entre 2 mA y 20 mA por el potenciostato.Electrode device for the detection of simple and portable lactic acid comprising a quadrangular plastic support with a first face and a second face, the first face comprises three screen-printed electrodes, in the active area of the working electrode a platinum layer is deposited and a solution containing the enzyme lactate oxidase, which oxidizes originates pyruvate and hydrogen peroxide, and a potentiostat is fixed on the second side. Measurement procedure with the aforementioned device comprising the following steps: sweat deposition containing lactic acid in concentration between 4 mM and 40 mM in the active area of the working electrode; application by the potentiostat of a potential between 0.4 V and 0.9 V between the working electrode and the reference electrode; reading of the current generated between 2 mA and 20 mA by the potentiostat.
Description
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DISPOSITIVO ELECTRÓDICO Y PROCEDIMIENTO DE MEDIDA PARA LA DETECCIÓNELECTRICAL DEVICE AND MEASUREMENT PROCEDURE FOR DETECTION
DE ÁCIDO LÁCTICOOF LACTIC ACID
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se enmarca en el campo de la electroquímica aplicada al análisis químico. En concreto se refiere la detección de ácido láctico mediante un dispositivo electródico con electrodos serigrafiados.The present invention is framed in the field of electrochemistry applied to chemical analysis. Specifically, it refers to the detection of lactic acid by means of an electrode device with screen-printed electrodes.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Las celdas electroquímicas son de gran interés en el análisis de sustancias debido a su robustez, fabricación sencilla y económica.Electrochemical cells are of great interest in the analysis of substances due to their robustness, simple and economical manufacturing.
Una de las técnicas más utilizadas para la fabricación de los electrodos que se utilizan en las celdas electroquímicas es la serigráfica. Esta técnica permite construir sensores químicos con una reproducibilidad y una infraestructura mínima.One of the most used techniques for the manufacture of electrodes used in electrochemical cells is screen printing. This technique allows to build chemical sensors with reproducibility and minimal infrastructure.
Mediante la tecnología de electrodos serigrafiados es posible la miniaturización de los sensores ofreciendo la ventaja de ser versátiles, pueden ser fabricados con distintas configuraciones de electrodos y con diferentes tintas, y tener bajo coste pudiendo así prestarse para la producción en masa de electrodos desechables. Además, pueden ser utilizados para análisis in situ.By means of the technology of screen-printed electrodes it is possible to miniaturize the sensors offering the advantage of being versatile, they can be manufactured with different electrode configurations and with different inks, and have a low cost and can thus be used for mass production of disposable electrodes. In addition, they can be used for in situ analysis.
Sin embargo, estas ventajas de los electrodos serigrafiados se ven penalizadas por la necesidad de conectar como mínimo un potenciostato que aplica la diferencia de potencial eléctrica entre los electrodos a efectuar la medida, además de otros dispositivos eléctricos y electrónicos como una fuente de alimentación, un interfaz, etc.However, these advantages of screen-printed electrodes are penalized by the need to connect at least one potentiostat that applies the difference in electrical potential between the electrodes to be measured, in addition to other electrical and electronic devices such as a power supply, a interface, etc.
Actualmente los potenciostatos estándar son dispositivos externos a los electrodos, de una cierta dimensión y peso que hacen que sean equipos de sobremesa difícilmente portátiles.Currently the standard potentiostats are external devices to the electrodes, of a certain size and weight that make them difficult to portable desktops.
El ácido L-láctico (AL) juega un papel importante en medicina deportiva (Palleschi, G., Mascini, M., & Bomardi, L., 1990. "Lactate and glucose electrochemical biosensor for theL-lactic acid (AL) plays an important role in sports medicine (Palleschi, G., Mascini, M., & Bomardi, L., 1990. "Lactate and glucose electrochemical biosensor for the
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evaluation of the aerobic and anaerobic threshold in runners.” Medical & Biological Engineering & Computing, 28, B25-B28.), donde su determinación es útil para el seguimiento de insuficiencia respiratoria, choques, insuficiencia cardiaca y trastornos metabólicos (Gomes, S. P., Odlozilikova, M., Almeida, M. G., Araujo, A. N., Couto, C. M., Montenegro, M. C., 2007. “Application of lactate amperometric sol-gel biosensor to sequential injection determination of L-lactate”. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 43, 1376-1381.). Cualquier cambio o incremento de lactato en sangre es una indicación de la capacidad de supervivencia (Cowan, B. N., Burns, H. J., Boyle, P., Ledingham, I. M., 1984. “The relative prognostic value of lactate and haemodynamic measurements in early shock. Anaesthesia”, 39, 750- 755.). Además, recientemente se ha publicado la importancia de utilizar el AL existente en el sudor como fuente de producción de energía para recargar pequeñas baterías como por ejemplo de reloj de pulsera o teléfonos móviles. Igualmente en la industria alimentaria el nivel de lactato es un indicador del proceso fermentativo y se relaciona con la estabilidad, la calidad y la frescura de almacenamiento en productos tales como los productos lácteos, vinos, salsas de tomate, frutas y jugos, donde pueden ser un marcador para el proceso de fermentación por bacterias del ácido láctico (Gomes, S. P., Odlozilikova, M., Almeida, M. G., Araujo, A. N., Couto, C. M., Montenegro, M. C., 2007. “Application of lactate amperometric sol-gel biosensor to sequential injection determination of L-lactate”. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 43, 13761381.) (Monosík, R., Stredansky, M., Greif, G., Strudík, E.,2012. “A rapid method for determination of L-lactic acid in real samples by amperometric biosensor utilizing nanocomposite”. Food Control, 23, 238-244.)evaluation of the aerobic and anaerobic threshold in runners. ”Medical & Biological Engineering & Computing, 28, B25-B28.), where its determination is useful for monitoring respiratory failure, crashes, heart failure and metabolic disorders (Gomes, SP, Odlozilikova, M., Almeida, MG, Araujo, AN, Couto, CM, Montenegro, MC, 2007. “Application of lactate amperometric sol-gel biosensor to sequential injection determination of L-lactate.” Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 43 , 1376-1381.). Any change or increase in blood lactate is an indication of survivability (Cowan, BN, Burns, HJ, Boyle, P., Ledingham, IM, 1984. “The relative prognostic value of lactate and haemodynamic measurements in early shock. Anaesthesia ”, 39, 750-755.). In addition, the importance of using the existing AL in sweat as a source of energy production to recharge small batteries such as wristwatch or mobile phones has recently been published. Also in the food industry the level of lactate is an indicator of the fermentation process and is related to the stability, quality and freshness of storage in products such as dairy products, wines, tomato sauces, fruits and juices, where they can be a marker for the process of fermentation by lactic acid bacteria (Gomes, SP, Odlozilikova, M., Almeida, MG, Araujo, AN, Couto, CM, Montenegro, MC, 2007. “Application of lactate amperometric sol-gel biosensor to sequential injection determination of L-lactate. ”Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 43, 13761381.) (Monosík, R., Stredansky, M., Greif, G., Strudík, E., 2012.“ A rapid method for determination of L-lactic acid in real samples by amperometric biosensor utilizing nanocomposite. ”Food Control, 23, 238-244.)
Se conocen las patentes ES2484665, ES2524991 y ES2370733 relativas respectivamente a un biosensor para la detección de ácido glucónico, sulfitos y cromo. Todas estas patentes son específicas para las sustancias citadas, ninguna es adecuada para la detección de ácido láctico, además ninguna de ellas incluye el potenciostato en el dispositivo electródico, sino que es externo a él.Patents ES2484665, ES2524991 and ES2370733, respectively, relating to a biosensor for the detection of gluconic acid, sulphites and chromium are known. All these patents are specific to the substances mentioned, none is suitable for the detection of lactic acid, in addition none of them include the potentiostat in the electrode device, but is external to it.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma.The present invention is established and characterized in the independent claims, while the dependent claims describe other features thereof.
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El objeto de la invención es un dispositivo electródico para la detección de ácido láctico que sea sencillo y portable en el sentido de incluir todos los elementos eléctricos y electrónicos necesarios para efectuar la medida sin necesidad de conectarse a un equipo externo. El problema a resolver es configurar el dispositivo en sus componentes y en la manera de actuar entre ellos para alcanzar el objeto citado.The object of the invention is an electrode device for the detection of lactic acid that is simple and portable in the sense of including all the electrical and electronic elements necessary to carry out the measurement without connecting to external equipment. The problem to solve is to configure the device in its components and in the way of acting among them to reach the mentioned object.
Un microcontrolador con arquitectura de carga se refiere al también nombrado Computador con Conjunto de Instrucciones Reducidas ("RISC” para "Reduced Instruction Set Computer” según su denominación en inglés) que en general tiene las siguientes características: instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido número de formatos; sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos. Con ello se consigue alta velocidad de acceso a la memoria para datos guardados temporalmente.A microcontroller with load architecture refers to the also named Computer with Reduced Instruction Set ("RISC" for "Reduced Instruction Set Computer" according to its English name) which generally has the following characteristics: fixed size instructions and presented in a reduced number of formats; Only the loading and storage instructions access the data memory. This results in high memory access speed for temporarily saved data.
Una ventaja relacionada con la reivindicación 1 es que el dispositivo es autónomo en el sentido de que él mismo puede realizar la medida sin necesidad de un equipo exterior, por lo tanto portable; también desechable en la parte de los electrodos sin más que sustituirlos por otros cuando sea necesario. El platino permite obtener mejor las señales electroquímicas y mejora la sensibilidad para la detección del ácido lácticoAn advantage related to claim 1 is that the device is autonomous in that it can measure itself without the need for an external device, therefore portable; also disposable in the part of the electrodes without replacing them with others when necessary. Platinum allows better electrochemical signals and improves sensitivity for the detection of lactic acid
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 2 es que el quitosano también ayuda a obtener mejor las señales electroquímicas.Another advantage related to claim 2 is that chitosan also helps to obtain better electrochemical signals.
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 3 es que la enzima queda fija en el electrodo de trabajo de manera estable.Another advantage related to claim 3 is that the enzyme is fixed in the working electrode stably.
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 4 es que evita contactos eléctricos indeseados con partes que no requieran contacto directo con otras partes o elementos, con lo que se evitan errores en la medida.Another advantage related to claim 4 is that it avoids unwanted electrical contacts with parts that do not require direct contact with other parts or elements, thereby avoiding measurement errors.
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 5 es que la forma es adecuada para su manejo y manipulación así como para transportarse fácilmente dentro de una cartera, estuche o similar.Another advantage related to claim 5 is that the shape is suitable for handling and handling as well as for easy transport within a wallet, case or the like.
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 6 es que coincide con el perímetro circunferencial de una gota de muestra a analizar.Another advantage related to claim 6 is that it coincides with the circumferential perimeter of a drop of sample to be analyzed.
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Otra ventaja relacionada con la reivindicación 7 es que se optimiza el tamaño de las áreas activas para el espacio disponible.Another advantage related to claim 7 is that the size of the active areas is optimized for the available space.
Otra ventaja relacionada con las reivindicaciones 8 a 11 es que es sencillo al tratarse de componentes disponibles en el mercado habitual, así como que colabora a su miniaturización por la estructura misma de dichas componentes.Another advantage related to claims 8 to 11 is that it is simple as it is available in the usual market, as well as that it contributes to its miniaturization due to the structure of said components.
Otra ventaja relaciona con la reivindicación 12 es que la medida se protege frente a interferencias electromagnéticas y ruidos, con lo que se evitan posibles errores, así como que la placa de circuito integrado y los componentes dispuestos sobre ella se protegen físicamente frente a agentes externos.Another advantage related to claim 12 is that the measurement is protected against electromagnetic interference and noise, thereby avoiding possible errors, as well as that the integrated circuit board and the components disposed thereon are physically protected against external agents.
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 13 es que la medida es adecuada para medir en sudor, con una pequeña cantidad del mismo, una gota normalmente, realizándose rápidamente y a bajo voltaje, lo que implica bajo consumo.Another advantage related to claim 13 is that the measurement is suitable for measuring in sweat, with a small amount thereof, a drop normally, performed quickly and at low voltage, which implies low consumption.
Otra ventaja relacionada con la reivindicación 14 es que la medida obtenida se transforma en señal digital y transmitida al usuario, el cual puede utilizar un equipo informático de los conocidos para su manejo a su conveniencia.Another advantage related to claim 14 is that the measurement obtained is transformed into a digital signal and transmitted to the user, which can use a computer equipment of the known for its handling at its convenience.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES
Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente y nunca limitativas de la invención.The present specification is complemented by a set of figures, illustrative of the preferred example and never limiting of the invention.
La figura 1 representa una vista en perspectiva del dispositivo electródico.Figure 1 represents a perspective view of the electrode device.
La figura 2 representa un esquema de los componentes del dispositivo electródico. Las flechas indican el sentido del flujo de las señales eléctricas entre los componentes.Figure 2 represents a diagram of the components of the electrode device. The arrows indicate the direction of flow of the electrical signals between the components.
La figura 3 representa la placa de circuito integrado y los componentes dispuestos en ella.Figure 3 represents the integrated circuit board and the components arranged therein.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED EXHIBITION OF THE INVENTION
A continuación se expone una realización de la invención con apoyo en las figuras.An embodiment of the invention is shown below with support in the figures.
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En la figura 1 se expone el dispositivo electródico para la detección de ácido láctico que comprende un soporte (1) plástico, normalmente una lámina de PVC, cuadrangular, preferiblemente rectangular, con una primera cara (1.1) y una segunda cara (1.2), la primera cara comprende tres electrodos (1.11,1.12,1.13) serigrafiados, cada electrodo consta de un contacto o borne (1.14,1.15,1.16) continuado por un tramo (1.17,1.18,1.19) hasta un área activa (1.20,1.21,1.22), siendo un electrodo de referencia (1.11), otro de trabajo (1.12), y otro auxiliar o contraelectrodo (1.13).Figure 1 shows the electrode device for the detection of lactic acid comprising a plastic support (1), normally a rectangular, quadrangular PVC sheet, preferably rectangular, with a first face (1.1) and a second face (1.2), the first face comprises three electrodes (1.11,1.12,1.13) screen-printed, each electrode consists of a contact or terminal (1.14,1.15,1.16) continued by a section (1.17,1.18,1.19) to an active area (1.20,1.21, 1.22), being a reference electrode (1.11), a working electrode (1.12), and another auxiliary or counter electrode (1.13).
Normalmente el soporte (1) no supera un área de 16 cm2, se muestran ventajosas unas dimensiones de 3cm x 2 cm.Normally the support (1) does not exceed an area of 16 cm2, dimensions of 3cm x 2 cm are advantageous.
En el área activa (1.21) del electrodo de trabajo (1.12) se deposita una capa de platino y una disolución que contiene la enzima lactato oxidasa, que al oxidarse origina piruvato y peróxido de hidrógeno. A la segunda cara (1.2) del soporte (1.1) se fija un potenciostato (2), ver figura 3, el cual va a permitir realizar la medida con los electrodos (1.11,1.12,1.13).In the active area (1.21) of the working electrode (1.12) a platinum layer and a solution containing the enzyme lactate oxidase are deposited, which oxidizes originates pyruvate and hydrogen peroxide. A potentiostat (2) is attached to the second side (1.2) of the support (1.1), see figure 3, which will allow the measurement with the electrodes (1.11,1.12,1.13).
Específicamente, sobre la capa de platino, que favorece la catálisis del peróxido de hidrógeno, se puede disponer una capa de quitosano.Specifically, on the platinum layer, which favors the catalysis of hydrogen peroxide, a chitosan layer can be arranged.
Así, sobre la capa de quitosano se deposita la disolución que contiene la enzima lactato oxidasa, la cual opcionalmente comprende los siguientes reactivos: glutaraldehido (GA), albumina de suero bovino (BSA) y una red metálica de cobre ("copper-centered metal- organic framework” según nomenclatura inglesa) (Cu-MOF) Estos reactivos garantizan la estabilidad de la enzima y su correcta inmovilización en el área activa (1.21) del electrodo de trabajo (1.12). En concreto, el GA como agente bi-funcional permite el entrampamiento de la enzima, la BSA la protege de una ligación excesiva al GA, el Cu-MOF proporciona una mayor estabilidad a la enzima, mejorando su actividad y sensibilidad.Thus, the solution containing the enzyme lactate oxidase is deposited on the chitosan layer, which optionally comprises the following reagents: glutaraldehyde (GA), bovine serum albumin (BSA) and a copper-centered metal network - organic framework ”according to English nomenclature) (Cu-MOF) These reagents guarantee the stability of the enzyme and its correct immobilization in the active area (1.21) of the working electrode (1.12), specifically, the GA as a bi-functional agent It allows the entrapment of the enzyme, the BSA protects it from excessive ligation to the GA, the Cu-MOF provides greater stability to the enzyme, improving its activity and sensitivity.
Opcionalmente, el dispositivo electródico incluye un aislante (3) que cubre el dispositivo, dejando libre los contactos (1.14,1.15,1.16) y áreas activas (1.20,1.21,1.22) de los electrodos (1.11,1.12,1.13), de esta manera se evitan contactos eléctricos indeseados en las partes que no intervienen en la medida.Optionally, the electrode device includes an insulator (3) that covers the device, leaving free the contacts (1.14,1.15,1.16) and active areas (1.20,1.21,1.22) of the electrodes (1.11,1.12,1.13), of this In this way, unwanted electrical contacts are avoided in the parts that do not intervene in the measure.
Preferiblemente, los contactos (1.14,1.15,1.16), los tramos (1.17,1.18,1.19) y el área activa (1.20) del electrodo de referencia (1.11) tienen forma rectangular, de esta manera se consigue una configuración alargada que se adapta bien al soporte (1). También es ventajoso que el área activa (1.21) del electrodo de trabajo (1.12) sea un círculo, pues laPreferably, the contacts (1.14,1.15,1.16), the sections (1.17,1.18,1.19) and the active area (1.20) of the reference electrode (1.11) are rectangular in shape, thus achieving an elongated configuration that adapts well to the support (1). It is also advantageous that the active area (1.21) of the working electrode (1.12) is a circle, since the
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muestra a analizar suele ser una gota cuyo contorno al depositarse sobre una superficie es circular. Igualmente es ventajoso que el área activa (1.22) del contraelectrodo (1.13) conste de un tramo recto (1.23) que conecta con un tramo en arco (1.24), pues así se consigue una gran superficie en el espacio disponible.Sample to analyze is usually a drop whose contour when deposited on a surface is circular. It is also advantageous that the active area (1.22) of the counter electrode (1.13) consists of a straight section (1.23) that connects with an arc section (1.24), as this achieves a large area in the available space.
Por su parte, como se muestra en la figura 3, el potenciostato (2) se dispone sobre una placa de circuito integrado (4) ("PCB” por sus siglas en inglés), sobre la que además se dispone una fuente de alimentación (5) conectada al mismo para proporcionarle energía eléctrica así como a un convertidor analógico digital (6), un microcontrolador (7) y un interfaz de comunicación (8), estando los tres electrodos (1.11,1.12,1.13) conectados eléctricamente al potenciostato (2), éste al convertidor analógico digital (6), éste al microcontrolador (7) y éste a la interfaz de comunicación (8), tal y como muestra el esquema de la figura 2.For its part, as shown in Figure 3, the potentiostat (2) is arranged on an integrated circuit board (4) ("PCB"), on which a power supply is also provided ( 5) connected to it to provide electric power as well as to a digital analog converter (6), a microcontroller (7) and a communication interface (8), the three electrodes (1.11,1.12,1.13) being electrically connected to the potentiostat ( 2), this to the digital analog converter (6), this to the microcontroller (7) and this to the communication interface (8), as shown in the scheme in Figure 2.
El potenciostato (2) así dispuesto cumple las siguientes funciones:The potentiostat (2) thus arranged fulfills the following functions:
-proporciona corriente suficiente para que circule entre el electrodo de trabajo (1.12) y el electrodo de referencia (1.11);-provides enough current to circulate between the working electrode (1.12) and the reference electrode (1.11);
-estabiliza la tensión de referencia, entre 0,4 V y 0,9 V, preferiblemente 0,6 V, entre dichos electrodos (1.11,1.12) evitando la polarización del electrodo de referencia (1.11) para que no circule corriente por él y, por lo tanto, la tensión que se le aplique sea constante de manera que las medidas de corriente sean fiables;- stabilizes the reference voltage, between 0.4 V and 0.9 V, preferably 0.6 V, between said electrodes (1.11,1.12) avoiding the polarization of the reference electrode (1.11) so that no current flows through it and Therefore, the voltage applied to it is constant so that the current measurements are reliable;
-proporciona al resto de componentes una medida en tiempo real para la monitorización constante de la tensión de referencia, de manera que se verifica su correcto funcionamiento; -proporciona un aislamiento de alta impedancia del potenciostato (2) con las partes que lo unen a los otros componentes, en concreto, la salida de tensión de referencia para ser medida y la tensión de polarización que se debe proporcionar al electrodo de trabajo (1.12).-provides the rest of the components with a real-time measurement for constant monitoring of the reference voltage, so that its correct operation is verified; -provides a high impedance isolation of the potentiostat (2) with the parts that connect it to the other components, specifically, the reference voltage output to be measured and the bias voltage that must be provided to the working electrode (1.12 ).
En concreto, el potenciostato (2) puede comprender:Specifically, the potentiostat (2) may comprise:
- un primer amplificador operacional que proporciona tensión entre 0,4 V y 0,9 V, con una ganancia de 100 dB en lazo abierto, un ancho de banda de 7 MHz, un efecto no lineal de 5 V/^s, un rechazo al modo común de corriente de 90 dB;- a first operational amplifier that provides voltage between 0.4 V and 0.9 V, with a gain of 100 dB in open loop, a bandwidth of 7 MHz, a non-linear effect of 5 V / ^ s, a rejection to the common mode of 90 dB current;
- un segundo amplificador operacional que a su vez aúna dos amplificadores, tercero y cuarto, en un encapsulado de montaje superficial que aísla la impedancia de entrada de tensión al electrodo de trabajo (1.12) y al electrodo de referencia (1.11) y de salida de corriente de los mismos, con un ancho de banda de 1 MHz, un efecto no lineal de 0,6 V/^s, una corriente de polarización de entrada de 1 pA a 25°C y una impedancia de entrada de 100 MOhm.- a second operational amplifier that in turn combines two amplifiers, third and fourth, in a surface-mounted encapsulation that isolates the impedance of voltage input to the working electrode (1.12) and the reference electrode (1.11) and output electrode their current, with a bandwidth of 1 MHz, a non-linear effect of 0.6 V / ^ s, an input bias current of 1 pA at 25 ° C and an input impedance of 100 MOhm.
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Opcionalmente, el potenciostato (2) además está conectado a un filtro de tipo Butterworth (9) paso bajo de tercer orden con estructura Sallen-Key y ganancia unidad.Optionally, the potentiostat (2) is also connected to a third-order Butterworth filter (9) with Sallen-Key structure and unit gain.
Ventajosamente, se comprueba que una opción es que el microcontrolador (7) tiene arquitectura de carga almacenamiento de 8 bits.Advantageously, it is verified that one option is that the microcontroller (7) has 8-bit storage load architecture.
Las funciones principales del microcontrolador (7) son las siguientes:The main functions of the microcontroller (7) are the following:
-carga los parámetros preprogramados o programa los parámetros para el potenciostato (2) y para el convertidor analógico digital (6) para los cálculos de la señal obtenida del electrodo de trabajo (1.12) y del electrodo de referencia (1.11);-load the preprogrammed parameters or program the parameters for the potentiostat (2) and for the digital analog converter (6) for calculating the signal obtained from the working electrode (1.12) and the reference electrode (1.11);
-monitoriza en tiempo real la tensión del electrodo de referencia (1.11) para comprobar el correcto funcionamiento del potenciostato (2);- monitors in real time the voltage of the reference electrode (1.11) to check the correct operation of the potentiostat (2);
-controla el encendido y apagado del potenciostato (2);-control the on and off of the potentiostat (2);
-adquiere del convertidor analógico digital (6) los valores de la señal del electrodo de trabajo (1.12) y del electrodo de referencia (1.11);- acquires from the digital analog converter (6) the values of the signal of the working electrode (1.12) and of the reference electrode (1.11);
-aplica algoritmos programados para la conversión e interpretación de los valores obtenidos de señal y tensión de alimentación del electrodo de trabajo (1.12) y del electrodo de referencia (1.11);-applies programmed algorithms for the conversion and interpretation of the values obtained from the signal and supply voltage of the working electrode (1.12) and the reference electrode (1.11);
-gestiona las comunicaciones con el interfaz de comunicación (8).-manage communications with the communication interface (8).
Opcionalmente, la placa de circuito integrado (4) y todos los componentes que sobre ella se disponen (2,5,6,7,8,9) se disponen dentro de una envolvente de aluminio (10) para la protección frente a interferencias electromagnéticas y ruidos.Optionally, the integrated circuit board (4) and all the components that are arranged on it (2,5,6,7,8,9) are arranged inside an aluminum enclosure (10) for protection against electromagnetic interference and noises
El procedimiento de medida para la detección de ácido láctico con un dispositivo electródico según se ha expuesto comprende las siguientes etapas:The measurement procedure for the detection of lactic acid with an electrode device as described comprises the following steps:
- deposición de sudor que contiene ácido láctico en concentración entre 3 mM y 50 mM en el área activa (1.21) del electrodo de trabajo (1.12);- deposition of sweat containing lactic acid in concentration between 3 mM and 50 mM in the active area (1.21) of the working electrode (1.12);
- aplicación por el potenciostato (2) de un potencial entre 0,4 V y 0,9 V entre el electrodo de trabajo (1.12) y el electrodo de referencia (1.11);- application by the potentiostat (2) of a potential between 0.4 V and 0.9 V between the working electrode (1.12) and the reference electrode (1.11);
- lectura de la corriente generada de entre 2 mA y 20 mA por el potenciostato (2).- reading of the current generated between 2 mA and 20 mA by the potentiostat (2).
Con posterioridad a la lectura de la corriente generada tienen lugar las siguientes etapas:After reading the generated current, the following stages take place:
- transmisión de dicha lectura al convertidor analógico digital (6) para convertir la señal analógica en digital;- transmission of said reading to the digital analog converter (6) to convert the analog signal into digital;
- transmisión de la señal digital al microcontrolador (7) para su registro, análisis y seguimiento;- transmission of the digital signal to the microcontroller (7) for recording, analysis and monitoring;
- transmisión de los datos de la señal relativos a su registro, análisis y seguimiento a la interfaz de comunicación (8) para su interacción con un usuario, por ejemplo a un ordenador- transmission of signal data related to its registration, analysis and monitoring to the communication interface (8) for interaction with a user, for example to a computer
5 personal donde los puede visualizar, guardar y manejar a su conveniencia.5 staff where you can view, save and manage at your convenience.
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