MX2008010962A - Determinacion de analitos con ajuste de temperatura para sistema biosensor. - Google Patents

Abstract

Un sistema biosensor determina la concentración del analito a partir de una señal de salida generada por una reacción de oxidación/reducción del analito. El sistema biosensor ajusta una correlación para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a una cierta temperatura para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a otras temperaturas. La correlación ajustada por temperatura entre concentraciones del analito y las señales de salida a una temperatura de referencia se puede usar para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a una temperatura de la muestra. La figura más representativa de la invención es la número 1.

Description

DETERMINACIÓN DE ANALITOS CON AJUSTE DE TEMPERATURA PARA SISTEMA BIOSENSOR ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los sistemas biosensores usualmente analizan uno o más analitos en fluidos biológicos. El análisis incluye típicamente una determinación cuantitativa del analito en el fluido biológico. El análisis es útil en el diagnóstico y tratamiento de anomalías fisiológicas. Por ejemplo, la determinación del nivel de la glucosa en sangre es importante para los individuos diabéticos que controlan frecuentemente su nivel de glucosa ara poder regular la dieta y/o la medicación. En otros individuos puede ser importante el monitoreo del ácido úrico, lactato, colesterol, bilirrubina y componentes similares. Los sistemas biosensores se pueden implementar usando dispositivos de mesa, portátiles y otros dispositivos de medición. Los dispositivos portátiles pueden ser de mano y usualmente incluyen un dispositivo de medición y una cinta reactiva. Típicamente, se introduce una muestra del fluido biológico en la cinta reactiva que está colocada en el dispositivo de medición para su análisis. Los sistemas biosensores pueden estar diseñados para analizar uno o más analitos y pueden usar diferentes volúmenes de fluidos biológicos. Algunos sistemas biosensores pueden analizar una sola gota de sangre entera (WB) , como por ejemplo, a partir de un volumen de 1-15 microlitros (µ?) . Los sistemas biosensores usualmente miden una señal de salida para determinar la concentración del analito en una muestra del fluido biológico. La señal de salida es generada por una reacción de oxidación/reducción o reacción redox del analito. Se puede agregar a la muestra una enzima o especie similar para potenciar la reacción redox. La señal de salida puede ser una señal eléctrica, luz o luz convertida en una señal eléctrica. Un sistema biosensor puede generar la señal de salida usando un sistema sensor óptico o un sistema sensor electroquímico. En los sistemas ópticos, la concentración del analito se determina midiendo la luz que ha interactuado con la especie que se puede identificar con la luz, tal como el analito o una reacción o producto formado a partir de un indicador químico que reacciona con la reacción redox del analito. Se dirige a la muestra un rayo incidente de excitación proveniente de una fuente de luz. La especie que se puede identificar con la luz absorbe o desplaza la longitud de onda de una porción del rayo incidente, modificando así la longitud de onda o reduciendo la intensidad del rayo incidente. Un detector colecta y mide el rayo incidente atenuado o de longitud de onda modificada, que es la señal de salida. En otros sistemas ópticos, cuando es iluminado por el rayo excitador, el indicador químico se vuelve fluorescente o emite luz en respuesta a la reacción redox del analito. Un detector colecta y mide la luz, que es la señal de salida. En los sistemas electroquímicos, la concentración del analito se determina midiendo una señal eléctrica, tal como una corriente o un potencial. Típicamente, el analito sufre la reacción redox cuando se aplica una señal de excitación a la muestra. La señal de excitación usualmente es una señal eléctrica, tal como una corriente o un potencial. La reacción redox genera una señal de salida en respuesta a la señal de excitación. La señal de salida usualmente es una señal eléctrica, tal como una corriente o un potencial, que se puede medir y correlacionar con la concentración del analito . En los sistemas electroquímicos, el dispositivo de medición usualmente tiene contactos eléctricos que conectan con conductores eléctricos en la cinta reactiva. Los conectores eléctricos están conectados por los conductores a electrodos que se introducen en la muestra del fluido biológico. El dispositivo de medición aplica la señal de excitación por medio de los contactos eléctricos a los conductores eléctricos, que transportan la señal de excitación a la muestra por medio de los electrodos. La reacción redox del analito genera una señal de salida en respuesta a la señal de excitación. El dispositivo de medición determina la concentración del analito en respuesta a la señal de salida. Ejemplos de dispositivos de medición portátiles incluyen los medidores Ascensia Breeze® y Elite® de Bayer Corporation; los biosensores Precisión® de Abbott, Abbott Park, Illinois; los biosensores Accucheck® de Roche, Indianapolis , Indiana; y los biosensores OneTouch Ultra®, de Lifescan, Milpitas, California. Ejemplos de dispositivos de medición de mesa incluyen el Analizador BAS 100B, de BAS Instruments, West Lafayette, Indiana; la CH Instruments' Electrochemical Workstation, de CH Instruments, Austin, Texas ; la Cypress Electrochemical Workstation, de Cypress Systems, Lawrence, Kansas ; y el EG&G Electrochemical Instrument, de Princeton Research Instruments, Princeton, Nueva Jersey. Las cintas reactivas pueden incluir reactivos que reaccionan con el analito en la muestra de fluido biológico. Los reactivos incluyen un agente ionizante para facilitar la redox del analito, y cualquier mediador u otro tipo de sustancia que ayudan a transferir electrones entre el analito y el conductor. El agente ionizante puede ser una enzima específica para el analito, como la glucosa oxidasa o la glucosa dehidrogenasa, para catalizar la oxidación de la glucosa en una muestra de WB . Los reactivos pueden incluir un ligante que mantiene juntos la enzima y el mediador. En los sistemas ópticos, los reactivos incluyen el indicador químico junto con otra enzima o especie similar para potenciar la reacción del indicador químico con el analito o de productos de la reacción redox del analito. La mayoría de los sistemas biosensores usan ecuaciones de correlación o calibración para determinar la concentración del analito en una muestra de fluido biológico. Las ecuaciones de correlación representan la relación entre señales de salida y concentraciones del analito. A partir de cada ecuación de correlación se puede calcular una concentración del analito correspondiente a una señal de salida en particular. Las ecuaciones de correlación son dependientes de la temperatura de la muestra. La señal de salida correspondiente a una concentración del analito en particular puede cambiar por el efecto de la temperatura sobre la reacción redox del analito, la cinética de la enzima, la difusión y variables similares. Se puede necesitar una ecuación de correlación para cada posible temperatura de la muestra y así calcular la concentración del analito a partir de una señal de salida a una temperatura en particular de la muestra. Para reducir el número de ecuaciones de correlación usadas en el análisis de muestras, muchos sistemas biosensores intentan proporcionar las concentraciones del analito usando una o más ecuaciones de correlación para una temperatura de referencia en particular. La concentración del analito a una temperatura de la muestra se compensa usualmente por la diferencia entre la temperatura de la muestra y la temperatura de referencia, para dar asi una concentración del analito a la temperatura de referencia. Algunos sistemas biosensores hacen la compensación por temperatura modificando la señal de salida antes de calcular la concentración del analito con una ecuación de correlación. La señal de salida usualmente se multiplica por un coeficiente de corrección por temperatura o factor similar. La señal de salida corregida por temperatura se usa para determinar la concentración del analito. Se describen sistemas biosensores que usan una señal de salida corregida por temperatura en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4,750,496 y 6,576,117. Otros sistemas biosensores hacen la compensación por temperatura modificando la concentración del analito calculada por la ecuación de correlación. La concentración del analito calculada a partir de la ecuación de correlación usualmente se somete a un procedimiento de corrección por temperatura para suministrar una concentración del analito corregida por temperatura. Se describen sistemas biosensores que usan una concentración del analito corregida por temperatura en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,366,609; 5,508,171 y 6,391,645. Otros sistemas biosensores hacen la compensación por temperatura modificando la señal de salida antes de calcular la concentración del analito a partir de una ecuación de correlación y/o modificando la concentración del analito calculada por la ecuación de correlación. Se describen sistemas biosensores que usan una señal de salida corregida por temperatura y/o una concentración del analito corregida por temperatura en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4,431,004 y 5,395,504. Aunque estos métodos de compensación por temperatura hacen un balance entre diversas ventajas y desventajas, ninguno resulta ideal. Estos métodos pueden no incorporar totalmente los diversos efectos que las diferentes temperaturas de la muestra tienen sobre la reacción redox del analito, la cinética de la enzima y el mediador y sobre la difusión. Estos métodos pueden no contemplar en forma adecuada los efectos de las diferentes concentraciones del analito sobre la cinética de la enzima y la difusión a diferentes temperatura de la muestra. Asimismo, estos métodos pueden no contemplar en forma adecuada los efectos de diferentes concentraciones del analito sobre la reacción redox a diferentes temperaturas de la muestra. Además, las modificaciones a las que se somete la señal de salida y/o la concentración calculada del analito pueden introducir o magnificar errores relacionados con la determinación de la concentración del analito a partir de la señal de salida. Por lo tanto, se mantiene la necesidad de contar con sistemas biosensores mejorados, en especial los que puedan suministrar concentraciones del analito con mayor exactitud y precisión a una temperatura de referencia. Los sistemas, dispositivos y métodos de la presente invención superan por lo menos una de las desventajas asociadas con los sistemas biosensores convencionales.

SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención suministra un sistema biosensor que determina la concentración del analito en una muestra de fluido biológico a partir de una señal de salida generada por una reacción redox del analito. El sistema biosensor ajusta una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a otras temperaturas. El sistema biosensor usa la correlación ajustada por temperatura para determinar la concentración del analito a partir de una señal de salida a una temperatura de la muestra. En un método para determinar una concentración del analito en una muestra de fluido biológico, se determina la temperatura de la muestra. Se genera una señal de salida en respuesta a una reacción redox de un analito en la muestra. Se ajusta una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la temperatura. La concentración del analito se determina a partir de la correlación ajustada por temperatura y la señal de salida a la temperatura de la muestra . En un método para ajustar una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la temperatura, se determinan las correlaciones entre concentraciones del analito y señales de salida para una temperatura de referencia y por lo menos para otra temperatura. Se obtienen las funciones de pendiente e intersección de la temperatura normalizada para la correlación de la temperatura de referencia. La correlación de la temperatura de referencia se ajusta en respuesta a las funciones de pendiente e intersección normalizadas de temperatura. Un biosensor para determinar una concentración del analito en un fluido biológico incluye un dispositivo de medición y cinta reactiva. El dispositivo de medición tiene un procesador conectado a una interfaz del sensor y un sensor de temperatura. La cinta reactiva tiene una interfaz para la muestra sobre una base. La interfaz para la muestra está adyacente a un reservorio formado por la base. El procesador ajusta una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a una temperatura de la muestra proveniente del sensor de temperatura. El procesador determina una concentración del analito a partir de la correlación ajustada por temperatura en respuesta a una señal de salida proveniente de la interfaz para la muestra. Las siguientes definiciones se incluyen para mayor claridad y comprensión de la memoria descriptiva y las reivindicaciones . "Analito" se define como una o más sustancias presentes en una muestra. Un análisis determina la presencia y/o concentración del analito presente en la muestra .

"Muestra" se define como una composición que puede contener una cantidad desconocida del analito. Típicamente, una muestra para análisis electroquímico está en forma líquida y, preferiblemente, la muestra es una mezcla acuosa. Una muestra puede ser una muestra biológica, tal como sangre, orina o saliva. Una muestra también puede ser un derivado de una muestra biológica, tal como un extracto, una dilución, un filtrado o un precipitado reconstituido. "Conductor" se define como una sustancia conductora de la electricidad que permanece fija durante un análisis electroquímico . "Exactitud" se define como el grado en que la cantidad de analito medida por un sistema sensor corresponde con la cantidad real del analito en la muestra. La exactitud se puede expresar en términos del sesgo (^bias') de la lectura del analito por el sistema sensor en comparación con una lectura de referencia del analito. Valores mayores de error sistemático reflejan menos exactitud. "Precisión" se define como el grado en que se aproximan entre sí lecturas múltiples del analito de una misma muestra. La precisión se puede expresar en términos de diferencial o varianza entre múltiples mediciones. "Reacción redox" se define como una reacción química entre dos especies que incluye la transferencia de por lo menos un electrón de una primera especie a una segunda especie. Por lo tanto, una reacción redox incluye una oxidación y una reducción. La semirreacción de oxidación de la reacción comprende la pérdida de por lo menos un electrón por la primera especie, mientras que la semirreacción de reducción comprende el agregado de por lo menos un electrón a la segunda especie. La carga iónica de una especie que se oxida se hace más positiva en una cantidad igual al número de electrones removidos . De igual manera, la carga iónica de una especie que se reduce se hace menos positiva en una cantidad igual al número de electrones ganados . "Mediador" se define como una sustancia que se puede oxidar o reducir y que puede transferir uno o más electrones. Un mediador es un reactivo en un análisis electroquímico y no es el analito de interés, sino que posibilita la medición indirecta del analito. En un sistema simplificado, el mediador sufre una reacción redox en respuesta a la oxidación o reducción del analito. Después, el mediador oxidado o reducido sufre la reacción opuesta en el electrodo de trabajo de la cinta reactiva y se regenera a su número de oxidación original .

"Ligante" se define como un material que proporciona soporte físico y continente a los reactivos y que tiene compatibilidad química con los reactivos. "Estado estacionario" se define como la situación en la que el cambio de una señal con respecto a su variable independiente de entrada (tiempo, etc.) es sustancialmente constante, tal como dentro de ±10 o ±5%. "Punto de transición" se define como el valor de una señal obtenido en función del tiempo cuando una velocidad de difusión creciente pasa a una velocidad de difusión relativamente constante. Antes del punto de transición, la señal cambia rápidamente con el tiempo. Del mismo modo, después del punto de transición, la velocidad de caída de la señal se vuelve relativamente constante, reflejando así la velocidad de difusión relativamente constante. "Dispositivo de mano" se define como un dispositivo que puede ser sostenido por la mano humana y que es portátil. Un ejemplo de dispositivo de mano es el dispositivo de medición que acompaña al Ascensia® Elite Blood Glucosa Monitoring System, de Bayer Healthcare, LLC, Elkhart, IN.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La invención se podrá comprender mejor haciendo referencia a los siguientes dibujos y descripciones. Los componentes en' los dibujos no están necesariamente a escala, ya que se busca principalmente ilustrar los principios de la invención. Asimismo, en las figuras los numerales de referencia iguales designan las partes correspondientes en las diferentes vistas. La FIG. 1 representa un método para determinar una concentración del analito en una muestra de fluido biológico . La FIG. 2 representa un método para ajustar una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a una temperatura de la muestra. La FIG. 3 es un gráfico que ilustra correlaciones entre concentraciones del analito y señales de salida. La FIG. 4 es un gráfico que ilustra pendientes normalizadas en función de la temperatura para correlaciones entre concentraciones de glucosa en sangre entera y corriente para un tiempo de análisis de 7 segundos . La FIG. 5 es un gráfico que ilustra interceptos normalizados en función de la temperatura para correlaciones entre concentraciones de glucosa en sangre entera y corriente para un tiempo de análisis de 7 segundos . La FIG. 6 es un gráfico que ilustra las pendientes normalizadas en función de la temperatura para correlaciones entre concentraciones de glucosa en sangre entera y corriente para varios tiempos de análisis. La FIG. 7 es un gráfico que ilustra los interceptos normalizados en función de la temperatura para correlaciones entre concentraciones de glucosa en sangre entera y corriente para varios tiempos de análisis. La FIG. 8 es un gráfico que ilustra el sesgo con una temperatura de referencia para las concentraciones calculadas de glucosa sin ajuste por temperatura. La FIG. 9 es un gráfico que ilustra el sesgo con una temperatura de referencia para las concentraciones calculadas de glucosa con ajuste por temperatura. La FIG. 10 es un gráfico que ilustra la función temperatura de la corriente de un sensor de glucosa con pendiente e intercepto normalizados. La FIG. 11 es un gráfico que ilustra el coeficiente de la función temperatura para la corriente normalizada de la FIG. 10 en relación a la temperatura.

La FIG. 12 es una representación esquemática de un biosensor que determina una concentración del analito en una muestra de fluido biológico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION Se describe un sistema biosensor que determina un analito en una muestra de fluido biológico. El sistema biosensor determina la concentración del analito a partir de una señal de salida generada por una oxidación/reducción o reacción redox del analito. El sistema ajusta una ecuación de correlación para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a una temperatura para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a otras temperaturas, como la temperatura de la muestra. Las correlaciones ajustadas por temperatura mejoran la exactitud y precisión del sistema biosensor para determinar la concentración del analito de la muestra. El sistema biosensor puede determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a una temperatura de la muestra usando una ecuación de correlación ajustada por temperatura para una temperatura de referencia. Las ecuaciones de correlación entre concentraciones del analito y señales de salida se pueden representar en forma gráfica, matemática, en una combinación de estas formas o en formas similares. Las ecuaciones de correlación se pueden representar con una tabla de programa de números (PNA) , otra tabla de consulta o con tablas similares. El sistema biosensor se puede utilizar para determinar concentraciones del analito, tal como glucosa, ácido úrico, lactato, colesterol, bilirrubina y sustancias similares. La FIG. 1 representa un método para determinar una concentración del analito en una muestra de fluido biológico. En 102, se determina la temperatura de la muestra. En 104, se genera una señal de salida en respuesta a una reacción de oxidación/reducción del analito en la muestra. En 106, se ajusta una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la temperatura. En 108, la concentración del analito se determina a partir de la correlación ajustada por temperatura y la señal de salida a la temperatura de la muestra. En 110, se presenta la concentración del analito y se la puede almacenar para referencia futura. En 102 de la FIG. 1, se puede determinar la temperatura de la muestra usando diversas técnicas . La temperatura de la muestra se puede medir usando un termistor, termómetro u otro dispositivo para detectar temperatura. La temperatura de la muestra se puede calcular a partir de la señal de salida de una reacción electroquímica en la muestra. La temperatura de la muestra se puede asumir igual o similar a una medición de la temperatura ambiente o a la temperatura de un dispositivo que implementa el sistema biosensor. Se pueden usar otras técnicas para determinar la temperatura de la muestra. En 104 de la FIG. 1, se genera una señal de salida en respuesta a una oxidación/reducción o reacción redox de un analito en la muestra. La señal de salida se puede generar usando un sistema sensor óptico, un sistema sensor electroquímico o un sistema similar. Los sistemas sensores ópticos generalmente miden la cantidad de luz absorbida o generada por la reacción de un indicador químico con la reacción redox del analito. Se puede incluir una enzima con el indicador químico para potenciar la cinética de la reacción. La señal de salida o luz de un sistema óptico se puede convertir en una señal eléctrica, como una corriente o potencial. En los sistemas ópticos por absorción de luz, el indicador químico produce un producto de reacción que absorbe la luz . Se puede usar un indicador químico como el tetrazolio, junto con una enzima, como la diaforasa. El tetrazolio usualmente forma formazán (un cromógeno) en respuesta a la reacción redox del analito. Se dirige hacia la muestra un rayo incidente de excitación. La fuente de luz puede ser un láser, un diodo electroluminiscente o una fuente similar. El rayo incidente puede tener una longitud de onda seleccionada para ser absorbida por el producto de reacción. Cuando el rayo incidente atraviesa la muestra, el producto de reacción absorbe una porción del rayo incidente, atenuando o reduciendo así la intensidad del rayo incidente. El rayo incidente puede ser reflejado por la muestra o trasmitido a través de la muestra a un detector. El detector recolecta y mide el rayo incidente atenuado (señal de salida) . La cantidad de luz atenuada por el producto de reacción es una indicación de la concentración del analito en la muestra. En sistemas ópticos con luz generada, el detector químico se vuelve fluorescente o emite luz en respuesta a la reacción redox del analito. Un detector recolecta y mide la luz generada (señal de salida) . La cantidad de luz producida por el indicador químico es una indicación de la concentración del analito en la muestra. Los sistemas electroquímicos aplican una señal de entrada a la muestra del fluido biológico. La señal de entrada puede ser un potencial o corriente y puede ser constante, variable, o una combinación de ambas, tal como cuando se aplica una señal de CA con una señal de compensación de CC. La señal de entrada se puede aplicar como impulso único o en impulsos múltiples, secuencias o ciclos. El analito sufre una reacción redox cuando la señal de entrada se aplica a la muestra. Se puede usar una enzima o especie similar para potenciar la reacción redox del analito. Se puede usar un mediador para mantener el estado de oxidación de la enzima. La reacción redox genera la señal de salida que se puede medir de manera constante o periódica durante la salida en la transición y/o en estado estacionario. Se pueden usar diversos procesos electroquímicos, tales como amperometría, coulometría, voltametría o similares. También se puede usar amperometría mandada y voltametría mandada. En la amperometría, se aplica un potencial o voltaje a una muestra del fluido biológico. La reacción redox del analito genera una corriente en respuesta al potencial. La corriente se mide en el tiempo para cuantificar el analito en la muestra. La amperometría generalmente mide la velocidad a la que el analito se oxida o se reduce para determinar la concentración del analito en la muestra. Se describen sistemas de biosensores que usan amperometría en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,620,579; 5,653,863; 6,153,069 y 6,413,411.

En la coulometría, se aplica un potencial a una muestra del fluido biológico para oxidar o reducir exhaustivamente el analito en la muestra. El potencial genera una corriente que se integra a lo largo del tiempo de oxidación/reducción para producir una carga eléctrica que representa la concentración del analito. La coulometría generalmente captura la cantidad total de analito en la muestra. Se describe un sistema biosensor que usa coulometría para medir glucosa en sangre entera en la Patente de los Estados Unidos No. 6,120,676. En la voltametría se aplica un potencial variable a una muestra de fluido biológico. La reacción redox del analito genera corriente en respuesta al potencial aplicado. La corriente se mide en el tiempo para cuantificar el analito en la muestra. La voltametría generalmente mide la velocidad a la que el analito se oxida o se reduce para determinar la concentración del analito en la muestra. Se puede encontrar más información sobre la voltametría en in "Electrochemical Methods : Fundamentáis and Applications" de A.J. Bard and L.R. Faulkner, 1980. En la amperometría mandada y la voltametría mandada se usan excitaciones pulsadas como se describe en las Solicitudes de Patente Provisionales de los Estados Unidos Nos. 60/700,787, presentada el 20 de julio de 2005, y 60/722,584, presentada el 30 de septiembre de 2005, respectivamente, que quedan incorporadas mediante referencia . En 106 de la FIG. 1, se ajusta una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la temperatura. La correlación se puede representar por una ecuación de correlación o de calibración que calcula concentraciones del analito a partir de señales de salida a la temperatura de referencia. La ecuación de correlación para la temperatura de referencia se ajusta para calcular concentraciones del analito en respuesta a señales de salida a otras temperaturas, tal como la temperatura de la muestra. La ecuación de correlación puede ser para una temperatura de referencia de 25 °C. Se pueden usar ecuaciones de correlación para otras temperaturas de referencia . La ecuación de correlación se puede implementar para manipular la señal de salida para la determinación de la concentración del analito. La ecuación de correlación también se puede implementar como una tabla de programa de números (PNA) de la pendiente y el intercepto para la ecuación de correlación, como tabla de consulta en formas similares para la comparación con la señal eléctrica de salida para determinar la concentración del analito. El efecto de la temperatura sobre las ecuaciones de correlación o calibración es sensible al comportamiento de la difusión y las reacciones enzimáticas durante la reacción redox. Por ejemplo, la temperatura afecta la oxidación y difusión de la glucosa en una muestra de sangre entera. Además, la temperatura afecta la difusión de las moléculas con actividad óptica. Las ecuaciones de correlación pueden ser lineales o casi lineales y se las puede describir con un polinomio de segundo grado. En forma general, la ecuación de correlación se puede representar de la siguiente manera: OS = dn*A" + </„_, *A"-1 +... +d2*A2 + dl *A + dQ (1) Donde A es la concentración del analito, OS es la señal de salida, y los coeficientes dn, dn-1, d2, dx, y d0 describen un factor de ponderación dependiente de la temperatura para cada término de la respuesta del biosensor . La ecuación de correlación se puede describir con la expresión inversa, donde la concentración del analito se expresa como función de la señal de salida. Esto reduce la necesidad de resolver una ecuación de orden n para encontrar la concentración del analito. De este modo, la ecuación de correlación para la concentración del analito se puede representar en la siguiente forma: A = cn * OSn +c„_, * OS"-1 + ... + c2 * OS2 +c, * OS + c0 (2).

Donde cn, cn-i, c2, Ci, y c0 son coeficientes que describen un factor de ponderación dependiente de la temperatura para cada término de la respuesta del biosensor. La concentración del analito, A, puede ser glucosa en una muestra de sangre entera. La señal de salida puede ser corriente o potencial de un sistema electroquímico, la absorbancia o la transmisión % de un sistema óptico, o similares. La ecuación de correlación se puede representar con una respuesta de 2° orden entre concentración del analito y señales de salida de la siguiente manera: A = c2 * 0S2 +c, * OS + c0 (3).

La ecuación de correlación se puede representar con una respuesta lineal entre concentración del analito y señales de salida de la siguiente manera: AR = c¡ * 0ST + c0 = 0Sr ¡ST + IntT /Sr (4) Donde Ci = 1/ST, c0 = IntT/ST, y donde AR es la concentración del analito a una temperatura de referencia, 0ST es la señal de salida, ST es el producto de una pendiente a la temperatura de referencia y a función de temperatura normalizada de la pendiente, e IntT es el producto de un intercepto a la temperatura de referencia y una función de temperatura normalizada del intercepto. La ecuación (4) se puede reescribir para expresar la señal de salida en respuesta a la concentración del analito de la siguiente manera: OST = ST * AR + IntT ^ Donde OST es la señal de salida a otra temperatura, tal como la temperatura de la muestra, AR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, ST se puede expresar como el producto de una constante y una función de temperatura normalizada de la pendiente, e IntT se puede expresar como el producto de una constante y una función de temperatura normalizada del intercepto. La ecuación (5) indica que la señal de salida, OST, es una función de temperatura en términos del efecto de la temperatura sobre la pendiente, ST, y el intercepto, IntT, bajo la concentración del analito, AR. La pendiente, ST, y el intercepto, IntT, ajustan la pendiente y el intercepto de una ecuación de correlación a una temperatura de referencia usando funciones de temperatura normalizada de la pendiente y el intercepto. El intercepto y la pendiente con ajuste por temperatura de la correlación para la temperatura de referencia se pueden usar con una señal de salida a otra temperatura, tal como la temperatura de la muestra, para calcular una concentración del analito. Por lo tanto, la ecuación de correlación (5) se puede reescribir para calcular concentraciones del analito usando el intercepto y la pendiente con ajuste por temperatura de la correlación para la temperatura de referencia y señales de salida a otra temperatura, de la siguiente manera: (6) Donde AR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, OST es la señal de salida a la otra temperatura, IntT es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia ajustado por una función de temperatura normalizada para el intercepto en respuesta a la otra temperatura, y ST es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia ajustada por una función de temperatura normalizada para la pendiente en respuesta a la otra temperatura. La pendiente de la correlación para la temperatura de referencia se ajusta en respuesta a la temperatura de la muestra de la siguiente manera: ST = SR * f(T) (7) Donde SR es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia y f (T) es una función de temperatura que ajusta la pendiente para la temperatura de la muestra. La función de temperatura de la pendiente, f (T) , ajusta la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia a la pendiente de una correlación para otra temperatura. La pendiente ajustada por temperatura se puede usar para calcular la concentración del analito o glucosa usando una señal de salida o corriente generada a la otra temperatura. Para desarrollar la función de temperatura de la pendiente, f (T) , las pendientes de las correlaciones para otras temperatura se normalizan a la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia. La pendiente normalizada de una correlación para una temperatura en particular es un coeficiente numérico que ajusta la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia a la pendiente de la correlación para dicha temperatura en particular. La pendiente normalizada de la correlación para la temperatura de referencia es esencialmente igual a uno, indicando que hay poco o ningún ajuste a la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia. Las pendientes normalizadas se analizan gráficamente y/o matemáticamente, tal como con un análisis de regresión, para desarrollar la función de temperatura de la pendiente, f (T) . Para desarrollar la función de temperatura se puede usar otro método de normalización. La función de temperatura de la pendiente, f (T) , puede ser un polinomio de segundo grado, que queda de la siguiente manera: /(?) = a2?2+a?? + a0 (8) Donde T es la temperatura de la muestra y a2, ai, y a0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan las pendientes normalizadas. Si bien se representa como un polinomio, la función de temperatura de la pendiente, f(T), se puede representar como una constante, como una función exponencial, trigonométrica o como otro tipo de función o combinación de funciones y en formas similares. El intercepto de la correlación para la temperatura de referencia se ajusta en respuesta a la temperatura de la muestra, de la siguiente manera: lntT = IntR * g(T) (9) Donde IntR es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia y g(T) es una función de temperatura que ajusta el intercepto para la temperatura de la muestra. La función de temperatura del intercepto, g(T), ajusta el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia al intercepto de una correlación para otra temperatura. El intercepto ajustado por temperatura se puede usar para calcular la concentración del analito o glucosa usando una señal de salida o corriente generada a la otra temperatura. Para desarrollar la función de temperatura del intercepto, g(T), los interceptos de correlaciones para diferentes temperaturas se normalizan al intercepto de la correlación para la temperatura de referencia. El intercepto normalizado de una correlación para una temperatura en particular es un coeficiente numérico que ajusta el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia al intercepto de la correlación para dicha temperatura en particular. El intercepto normalizado de la correlación para la temperatura de referencia es esencialmente igual a uno, indicando que hay poco o ningún ajuste al intercepto de la correlación para la temperatura de referencia. Los interceptos normalizados se analizan gráficamente y/o matemáticamente, tal como con un análisis de regresión, para desarrollar la función de temperatura del intercepto, g(T). Para desarrollar la función de temperatura se puede usar otro método de normalización .

La función de temperatura del intercepto, g(T), puede ser un polinomio de segundo grado como de la siguiente manera : g(T) = b2T2 + b,T + bQ (10) Donde T es la temperatura de la muestra y b2, bi# y b0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan los interceptos normalizados. Si bien se representa como un polinomio, la función de temperatura del intercepto, g(T), se puede representar como una constante, como una función exponencial, trigonométrica o como otro tipo de función o combinación de funciones y en formas similares. En 108 de la FIG. 1, la concentración del analito de la muestra se determina a partir de la ecuación de correlación ajustada por temperatura (6) y la señal de salida a la temperatura de la muestra. Las funciones de temperatura de la pendiente y el intercepto, f (T) y g(T), se calculan usando las ecuaciones (8) y (10), respectivamente. ST e IntT, la pendiente e intercepto de la correlación para la temperatura de referencia ajustados en respuesta a la temperatura de la muestra, se calculan usando las ecuaciones (7) y (9), respectivamente. En 110 de la FIG. 1, la concentración del analito calculada usando la ecuación de correlación ajustada por temperatura (6) y la señal de salida a la temperatura de la muestra se pueden presentar ó almacenar para futura referencia . Se puede analizar el efecto de los cambios en la pendiente y el intercepto sobre la concentración del analito en relación con cambios en la temperatura. Coeficientes de temperatura definen el cambio en un parámetro en relación con el cambio en la temperatura. Para parámetros tales como concentración del analito, pendiente e intercepto, los coeficientes de temperatura se pueden definir de la siguiente manera: T?/? AA/A (1 1 ) dT AT dS/S AS/S (12) dT AT Donde aA, as, y ¾? son los coeficientes de temperatura de la concentración del analito, pendiente e intercepto respectivamente, A es la concentración del analito, S es la pendiente, Int es el intercepto, y T es temperatura. Para una señal de entrada constante como la corriente, el cambio relativo en la concentración del analito, A, en relación con los cambios en la pendiente, S, y el intercepto, Int, se puede obtener de la siguiente manera usando la ecuación para cálculo del analito (6) de este modo : dA dA ,, — dS + dlnt (14) dS dlnt dA dA dA ,r — dS + dlnt (15) A dS dlnt dA OS - Int (-Vs) (16) dS ~ S dA = -l/S (17) dlnt Donde OS es una señal de salida, como corriente. Sustituyendo las ecuaciones (16) y (17) en la ecuación (15) , se obtienen las siguientes relaciones para el cambio relativo en una concentración del analito, como la glucosa: dA dS dlnt (18) A ? {S*A) Sustituyendo los coeficientes de temperatura las ecuaciones (11) , (12) , y (13) y trasladando ecuación (19) se obtienen las siguientes relaciones AA/A _ AS/S Int/S' Alnt/ Int (20) AT AT AT La ecuación (21) indica que el efecto del coeficiente de temperatura de la pendiente es equivalente a la concentración del analito, pero de magnitud opuesta. Sin embargo, el efecto del coeficiente de temperatura del intercepto puede ser de magnitud menor, según sean la pendiente, el intercepto y la concentración del analito que se esté midiendo. Para un analito como la glucosa en sangre entera, el efecto de cambios en el coeficiente de temperatura del intercepto sobre el coeficiente de temperatura de la glucosa es pequeño a concentraciones de glucosa más elevadas. Si la relación entre intercepto y pendiente, Int/S, es 50 y la concentración de glucosa es 150 mg/dl, solamente un tercio del coeficiente de temperatura del intercepto tiene un efecto sobre el coeficiente de temperatura de la glucosa (el efecto de la temperatura sobre el coeficiente de temperatura de la concentración de glucosa incluye solamente un tercio del efecto de la temperatura sobre el coeficiente de temperatura del intercepto) . A concentraciones de glucosa más bajas, el efecto del coeficiente de temperatura del intercepto sobre el coeficiente de temperatura de la glucosa es más visible. Si la relación entre intercepto y pendiente, Int/S, es 50 y la concentración de glucosa es 50 mg/dl, la totalidad del coeficiente de temperatura del intercepto tiene un efecto sobre el coeficiente de temperatura de la glucosa (el efecto de la temperatura sobre el coeficiente de temperatura de la concentración de glucosa incluye la totalidad del efecto de la temperatura sobre el coeficiente de temperatura del intercepto) . Una relación Int/S más baja reduce el efecto del coeficiente de temperatura del intercepto sobre el coeficiente de temperatura de la glucosa . La FIG. 2 representa un método para ajustar una correlación entre concentraciones del analito y señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a una temperatura. En 202, las correlaciones entre concentraciones del analito y señales de salida están determinadas para una temperatura de referencia y por lo menos otra temperatura. En 204, se desarrollan las funciones de temperatura normalizadas de la pendiente y el intercepto para la correlación de la temperatura de referencia. En 206, la correlación de la temperatura de referencia se ajusta en respuesta a las funciones de temperatura normalizadas de la pendiente y el intercepto.

Este método se puede usar con el método descrito en relación con la FIG. 1, un método similar o de otra forma.

En 202 de la FIG. 2, se determinan correlaciones entre concentraciones del analito y señales de salida para una temperatura de referencia y por lo menos otra temperatura. Las señales de salida pueden ser generadas por una reacción electroquímica del analito en la muestra, como se describió anteriormente. Para cada temperatura, se generan señales de salida experimentalmente con reacciones electroquímicas a diferentes concentraciones del analito. Se analizan los resultados experimentales para desarrollar una correlación entre las concentraciones del analito y las señales de salida para cada temperatura. La FIG. 3 es un gráfico que ilustra correlaciones entre concentraciones del analito y señales de salida. En esta ilustración, cada señal de salida es la corriente generada por una reacción electroquímica, como la amperometría mandada. Las concentraciones del analito son concentraciones de glucosa en sangre entera. Las correlaciones entre corriente y concentraciones de glucosa se muestran gráficamente para una temperatura de referencia de 25 °C y otras dos temperaturas: 10°C y 40°C. Aunque se seleccionó la correlación a 25 °C como la temperatura de referencia, se puede seleccionar como temperatura de referencia otra temperatura (incluyendo valores que no se muestran) . Si bien la ilustración se refiere a características particulares, tales como número de correlaciones, señales de salida, concentraciones del analito, temperaturas y características similares, dicha ilustración no limita el alcance, la aplicación, la implementación ni otros usos similares. Cada una de las correlaciones gráficas es lineal y se puede representar con una ecuación de correlación que tiene la siguiente forma general: G = ^- (22) S Donde G es la concentración de glucosa, I es la corriente, Int es el intercepto de la línea de correlación con el eje y, y S es la pendiente de la línea de correlación. Si bien se muestran relaciones lineales para las correlaciones entre la concentración de glucosa y la corriente, otras correlaciones pueden tener otras relaciones, como polinómicas, exponenciales, trigonométricas, una combinación de estas relaciones y otras similares. En 204 de la FIG. 2, se desarrollan funciones normalizadas de temperatura de la pendiente y el intercepto para la correlación de la temperatura de referencia. Las funciones de temperatura ajustan la pendiente y el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia a la pendiente y el intercepto de una correlación para otra temperatura. La pendiente y el intercepto ajustados por temperatura se pueden usar para calcular la concentración de analito o glucosa usando una señal de salida o corriente generada a la otra temperatura.

Para desarrollar las funciones de temperatura, las pendientes y los interceptos se normalizan a la pendiente y el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia. La pendiente normalizada de una correlación para una temperatura en particular es un coeficiente numérico que ajusta la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia a la pendiente de la correlación para dicha temperatura en particular. El intercepto normalizado de una correlación para una temperatura en particular es un coeficiente numérico que ajusta el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia al intercepto de la correlación para dicha temperatura en particular. Tanto la pendiente normalizada como el intercepto normalizado de la correlación para la temperatura de referencia son esencialmente igual a uno, indicando que hay poco o ningún ajuste a la pendiente y el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia. Se pueden usar otros métodos de normalización.

Las pendientes normalizadas de las correlaciones se pueden usar para generar una función de temperatura de la pendiente, f(T), gráficamente y/o matemáticamente usando un análisis de regresión o método similar. La función de temperatura de la pendiente, f (T) , a partir de un análisis de regresión puede ser un polinomio de segundo grado como el siguiente: f(T) = a2T2 + a,T + a0 (23) Donde T es la temperatura de la muestra y a2, ax, y a0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan las pendientes normalizadas. Si bien se representa como un polinomio, el análisis de regresión puede representar la función de temperatura de la pendiente, f (T) , como otra función. Los interceptos normalizados de las correlaciones se pueden usar para generar una función de temperatura del intercepto, g(T), gráficamente y/o matemáticamente usando un análisis de regresión o método similar. La función de temperatura del intercepto, g(T), a partir de un análisis de regresión puede ser un polinomio de segundo grado como el siguiente: g{T) = b2T2 + b T + b0 (24) Donde T es la temperatura de la muestra y b2, bi( y b0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan los interceptos normalizados. Si bien se representa como un polinomio, el análisis de regresión puede representar la función de temperatura del intercepto, g(T), como otra función. La FIG. 3 ilustra que las correlaciones entre corriente y glucosa a 10°, 25°C, y 40°C calculan la misma concentración de glucosa, G25, a partir de las corrientes Í 0/ Í2s, y iio/ que son generadas por reacciones electroquímicas del analito en la muestra a dichas temperaturas respectivas . Las pendientes y los interceptos de las correlaciones se pueden normalizar a la pendiente e intercepto de la correlación para la temperatura de referencia de 25 °C. Las pendientes y los interceptos normalizados de las correlaciones se pueden usar para generar la función de temperatura de la pendiente, f (T) , y la función de temperatura del intercepto, g(T). Las FIGS . 4 y 5 son gráficos que ilustran las pendientes y los interceptos normalizados, respectivamente, en función de la temperatura para correlaciones entre concentraciones de glucosa en sangre entera y corriente. Las correlaciones fueron generadas a partir de reacciones electroquímicas usando amperometría mandada con un tiempo de análisis de 7 segundos (seg.). Las pendientes y los interceptos normalizados son de las correlaciones a 10°C, 20°C, 25°C, 30°C y 40°C. Las pendientes y los interceptos normalizados se normalizaron a la pendiente y el intercepto de una correlación a una temperatura de referencia de 25°C. Si bien estas ilustraciones se refieren a características particulares, tales como pendientes normalizadas, temperaturas y características similares, dichas ilustraciones no limitan el alcance, la aplicación, la implementación ni otros usos similares. 0 En la FIG. 4, un análisis de regresión de las pendientes normalizadas genera una función de temperatura de la pendiente, f(T), de la siguiente manera: f(T) = -0.00005765 * T2 + 0.01453 * T + 0.6703 (25) La función de temperatura de la pendiente, f (T) , que se muestra en la ecuación (25) se puede usar para ajustar la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia de 25°C a la pendiente de una correlación para otra temperatura, tal como una temperatura de la muestra. T es la otra temperatura. La pendiente ajustada por temperatura se puede usar para calcular la concentración de glucosa usando una corriente generada a la otra temperatura. Se pueden usar otras funciones de temperatura de la pendiente .

En la FIG. 5, un análisis de regresión de los interceptos normalizados genera una función de temperatura del intercepto, g(T), de la siguiente manera: g(T) = 0.0001023 * T2 + 0.01389 * 7 + 1.284 (26) La función de temperatura del intercepto, g(T), que se muestra en la ecuación (26) se puede usar para ajustar el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia de 25 °C al intercepto de una correlación para otra temperatura, tal como una temperatura de la muestra. T es la otra temperatura. El intercepto ajustado por temperatura se puede usar para calcular la concentración de glucosa usando una corriente generada a la otra temperatura. Se pueden usar otras funciones de temperatura para el intercepto. Las funciones de temperatura para la pendiente y el intercepto se pueden usar por separado con una tabla de programa de números (PNA) de la pendiente y el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia. Además, la pendiente y el intercepto normalizados suministran un rango en el que las propiedades intrínsecas de temperatura de un sistema biosensor pueden ser independientes de la señal de salida o magnitud de la corriente generada por la reacción electroquímica. Las propiedades intrínsecas de temperatura usualmente dependen del diseño y fabricación de la cinta reactiva. Un sistema biosensor puede cambiar las funciones de temperatura y/o la o las ecuaciones de correlación en respuesta al tipo y al lote de cinta reactiva usada. Los cambios de la función de temperatura y ecuación de correlación se pueden hacer cambiando la tabla PNA cuando se usa una cinta reactiva nueva o diferente. Las FIGS . 6 y 7 son gráficos que ilustran las pendientes y los interceptos normalizados, respectivamente, en función de la temperatura para correlaciones entre concentraciones de glucosa en sangre entera y corriente. Las correlaciones fueron generadas a partir de reacciones electroquímicas usando amperometría mandada con tiempos de análisis de 5.5 seg., 7 seg., 8.5 seg., 10 seg., 11.5 seg., 13 seg. y 14.5 seg. Las pendientes y los interceptos normalizados son de las correlaciones a 10°C, 20°C, 25°C, 30°C y 40°C. Las pendientes y los interceptos normalizados se normalizaron a la pendiente y el intercepto de una correlación a una temperatura de referencia de 25°C. Si bien estas ilustraciones se refieren a características particulares, tales como pendientes normalizadas, temperaturas y características similares, dichas ilustraciones no limitan el alcance, la aplicación, la implementacion ni otros usos similares.

Las FIGS . 6 y 7 ilustran pendientes e interceptos normalizados para reacciones electroquímicas usando amperometría mandada con múltiples tiempos de análisis. Cuando se determinan funciones de temperatura para pendientes e interceptos normalizados en métodos electroquímicos basados en impulsos múltiples hay múltiples puntos de calibración en los impulsos individuales de una secuencia de impulsos . Usando corrientes generadas a diferentes temperaturas y diferentes tiempos en diferentes impulsos, las pendientes e interceptos de las diferentes temperaturas se pueden normalizar a la pendiente y el intercepto a 25°C. Las pendientes y los interceptos normalizados se pueden representar gráficamente y/o matemáticamente como una función de temperatura. La representación matemática se puede hacer con un análisis de regresión que genera un polinomio de segundo grado. En métodos con impulsos múltiples puede haber muchos puntos de calibración en un rango de tiempo tal como desde 5.5 seg. a 7, 8.5 y 10 seg. Dentro de este rango, la propiedad intrínseca de temperatura de un biosensor deberá ser congruente si los reactivos están suficientemente hidratados . En la FIG. 6, las funciones de temperatura de las pendientes normalizadas se superponen esencialmente entre sí, excepto para el tiempo de análisis de 5.5 seg., lo que refleja la congruencia intrínseca de la sensibilidad de temperatura del sistema biosensor. Además, las funciones de temperatura de las pendientes normalizadas son bastante simétricas con respecto a la temperatura de referencia de 25 °C. Las pendientes normalizadas a 10 °C son aproximadamente un 20% menores que la pendiente normalizada a 25°C. Las pendientes normalizadas a 40°C son aproximadamente un 20% mayores que la pendiente normalizada a 25°C. En la FIG. 7, las funciones de temperatura para interceptos normalizados son muy similares para tiempos de análisis entre 5.5 seg. y 10 seg. Con tiempos más prolongados, el efecto de la temperatura sobre el intercepto normalizado se hace mayor. En 206 de la FIG. 2, la correlación de la temperatura de referencia se ajusta en respuesta a las funciones de temperatura normalizadas de la pendiente y el intercepto.

La correlación entre concentraciones del analito y señales de salida para la temperatura de referencia tiene la siguiente forma: ^=^-7 (27) Donde GR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, iR es la señal de salida a la temperatura de referencia, IntR es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia, y SR es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia . La correlación para la temperatura de referencia representada por la ecuación (27) se puede ajustar en respuesta a una temperatura de la muestra. Las concentraciones del analito a la temperatura de referencia se pueden calcular usando pendientes e interceptos ajustados por temperatura de la correlación para la temperatura de referencia y las señales de salida a una temperatura de la muestra, de la siguiente manera: Donde GR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, iT es la señal de salida a la temperatura de la muestra, IntT es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia ajustado en respuesta a la temperatura de la muestra, y ST es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia ajustada para la temperatura de la muestra. La pendiente de la correlación para la temperatura de referencia ajustada en respuesta a la temperatura de la muestra, ST, se puede calcular de la siguiente manera: ST = SR * f(T) (29) Donde SR es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia y f(T) es una función de temperatura que ajusta la pendiente para la temperatura de la muestra. El intercepto de la correlación para la temperatura de referencia ajustado en respuesta a la temperatura de la muestra, IntT , se puede calcular de la siguiente manera: IntT =IntR*g{T) (30) Donde IntR es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia y g(T) es una función de temperatura que ajusta el intercepto para la temperatura de la muestra. La correlación para la temperatura de referencia ajustada en respuesta a una temperatura de la muestra como la representada por la ecuación (28) se puede reescribir sustituyendo en las ecuaciones (29) y (30) con ST e IntT, de la siguiente manera: Donde GR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, iT es la señal de salida a la temperatura de la muestra, IntR es el intercepto para la correlación de la temperatura de referencia, g(T) es la función de temperatura normalizada para el intercepto, SR es la pendiente para la correlación de la temperatura de referencia, y f (T) es la función de temperatura normalizada para la pendiente . La correlación para la temperatura de referencia ajustada en respuesta a una temperatura de la muestra como la representada por la ecuación (31) se puede reescribir para usar con los ejemplos ilustrados en las FIGS . 3-5, de la siguiente manera: _ iT - (lnt25 * (- 0.00005765 * T2 + 0.01453 * T + 0.6703)) 25 ~ (s25 * (0.0001023 * T2 + 0.01389 * 7 + 1.284)) Donde G25 es la concentración del analito a la temperatura de referencia de 25°C, iT es el señal de salida a la temperatura de la muestra, Int25 es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia de 25°C, S2s es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia de 25 °C, y T es la temperatura de la muestra. Las FIGS. 8 y 9 son gráficos que ilustran los valores de sesgo para la glucosa de una temperatura de referencia como una función de temperatura. La FIG. 8 es un gráfico que ilustra el sesgo de las concentraciones de glucosa calculadas sin ajuste alguno por temperatura. La FIG. 9 es un gráfico que ilustra el sesgo de las concentraciones de glucosa calculadas con ajuste por temperatura, como se describió anteriormente. Estos gráficos ilustran el sesgo porcentual de una temperatura de referencia de 25 °C para concentraciones plasmáticas de glucosa de 56.9 mg/dl, 114.0 mg/dl y 432.9 mg/dl en sangre entera. El análisis se generó a partir de reacciones electroquímicas usando amperometría mandada con un tiempo de análisis de 7 seg. a temperaturas de la muestra de 10°C, 20°C, 25°C, 30°C y 40°C. Si bien las ilustraciones se refieren a características particulares, como temperaturas, concentraciones de glucosa y características similares, dichas ilustraciones no limitan el alcance, la aplicación, la implementación ni otros usos similares . En las FIGS . 8 y 9, los valores de sesgo porcentual a 10°C, 20°C y 25°C para la concentración de glucosa de 56.9 mg/dl muestran poco o ningún cambio después del ajuste de temperatura, especialmente el valor de sesgo porcentual a 10°C. La FIG. 8 indica que las concentraciones de glucosa a partir de una correlación sin compensación por temperatura generalmente tienen un sesgo negativo a temperaturas por debajo de la temperatura de referencia de 25 °C. La FIG. 8 también indica que las concentraciones de glucosa a partir de una correlación sin ajuste por temperatura generalmente tienen un sesgo positivo a temperaturas por encima de la temperatura de referencia de 25 °C. La FIG. 9 indica que los valores de sesgo porcentual convergen a un rango más estrecho de aproximadamente +/- 5 por ciento cuando se usa el ajuste por temperatura. El coeficiente de la función de temperatura de cualquier parámetro en particular se puede usar para demostrar nuevamente la congruencia interna de la función de temperatura para ajustar ecuaciones de correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida. El coeficiente de temperatura (la propiedad intrínseca) de la señal de salida, OS, se puede definir de la siguiente manera : dOS/OS dln(OS) an = ¦ = —- (33) os dT dT Donde a0s/ es el coeficiente de temperatura de la señal de salida, OS es la señal de salida y T es temperatura . Las FIGS . 10 y 11 son gráficos que ilustran el efecto sobre el coeficiente de la función temperatura de las ecuaciones de correlación ajustadas por temperatura entre concentraciones del analito y las señales de salida. La FIG. 10 ilustra la función temperatura de la corriente de un sensor de glucosa con pendiente e intercepto normalizados. La FIG. 11 ilustra el coeficiente de la función temperatura para la corriente normalizada de la FIG. 10 en relación a la temperatura. La corriente y los coeficientes de temperatura (TempCo) normalizados están en respuesta a concentraciones de glucosa de 50 mg/dl, 100 mg/dl, 200 mg/dl, 400 mg/dl y 600 mg/dl. En la FIG. 10, la corriente a 25°C deberá ser igual al valor de la glucosa de acuerdo con la ecuación (5) para la pendiente y el intercepto normalizados. La FIG. 11 indica que los coeficientes de temperatura son funciones de la Q temperatura: cuanto menor es la temperatura, mayor es el coeficiente de temperatura. Dentro de un rango de temperaturas entre aproximadamente 10 °C y aproximadamente 40°C, el coeficiente de temperatura va desde aproximadamente 1.85 %/°C hasta aproximadamente 0.75 %/°C.

¡- Además, las funciones del coeficiente de temperatura son independientes de la concentración de glucosa. Si bien las ilustraciones se refieren a características particulares, como temperatura, concentraciones de glucosa y características similares, dichas ilustraciones no limitan el alcance, aplicación, implementación ni otros usos similares . La FIG. 12 muestra una representación esquemática de un biosensor 1200 que determina una concentración del analito en una muestra de fluido biológico. El biosensor 1200 incluye un dispositivo de medición 1202 y una cinta reactiva 1204, que se puede implementar como dispositivo de mesa, portátil o de mano, o en formas similares. El dispositivo de medición 1202 y la cinta reactiva 1204 se pueden adaptar para implementar un sistema sensor electroquímico, un sistema sensor óptico, una combinación de ambos o sistemas similares. El biosensor 1200 ajusta una correlación para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a una temperatura, para determinar concentraciones del analito a partir de señales de salida a otras temperaturas, tal como una temperatura de la muestra, como se describió anteriormente. Las correlaciones ajustadas por temperatura mejoran la exactitud y precisión del biosensor 1200 para determinar la concentración del analito de la muestra. El biosensor 1200 se puede utilizar para determinar concentraciones del analito, incluyendo las de glucosa, ácido úrico, lactato, colesterol, bilirrubina y sustancias similares. Si bien se muestra una configuración en particular, el biosensor 1200 puede tener otras configuraciones, incluyendo configuraciones con componentes adicionales. La cinta reactiva 1204 tiene una base 1206 que forma un reservorio 1208 y un canal 1210 con una abertura 1212. El reservorio 1208 y el canal 1210 pueden estar cubiertos con una tapa con un respiradero. El reservorio 1208 define un volumen parcialmente encerrado (el espacio superior [x cap-gap' ] ) . El reservorio 1208 puede contener una composición que ayuda a retener una muestra líquida, tal como polímeros que absorben agua o matrices de polímeros porosos. Los reactivos se pueden depositar en el reservorio 1208 y/o el canal 1210. Los reactivos pueden incluir una o más enzimas, ligantes, mediadores y especies similares. Los reactivos pueden incluir un indicador químico para un sistema óptico. La cinta reactiva 1204 también puede tener una interfaz para la muestra 1214 colocada adyacente al reservorio 1208. La interfaz para la muestra 1214 puede envolver parcial o totalmente al reservorio 1208. La cinta reactiva 1204 puede tener otras configuraciones. En un sistema sensor óptico, la interfaz para la muestra 1214 tiene un portal óptico o abertura para observar la muestra. El portal óptico puede estar cubierto con un material esencialmente transparente. La interfaz para la muestra puede tener portales ópticos en lados opuestos del reservorio 1208. En un sistema electroquímico, la interfaz para la muestra 1214 tiene conductores conectados a un electrodo de trabajo y a un contraelectrodo. Los electrodos pueden estar sustancialmente en el mismo plano. Los electrodos pueden estar separados por más de 200 o 250 µ?t? y pueden estar separados de la tapa por al menos 100 µp?. Los electrodos pueden estar dispuestos en una superficie de la base 1206 que forma el reservorio 1208. Los electrodos pueden extenderse o proyectarse en el espacio superior formado por el reservorio 1208. Una capa dieléctrica puede cubrir parcialmente los conductores y/o los electrodos . La interfaz para la muestra 1214 puede tener electrodos y conductores . El dispositivo de medición 1202 incluye circuitería eléctrica 1216 conectada a una interfaz del sensor 1218 y un visor 1220. La circuitería eléctrica 1216 incluye un procesador 1222 conectado a un generador de señal 1224, un sensor de temperatura 1226, y un medio de almacenamiento 1228. El generador de señal 1224 suministra una señal eléctrica de entrada a la interfaz del sensor 1218 en respuesta al procesador 1222. En sistemas ópticos, la señal eléctrica de entrada se puede usar para operar o controlar el detector y la fuente de luz en la interfaz del sensor 1218. En sistemas electroquímicos, la señal eléctrica de entrada puede ser transmitida por la interfaz del sensor 1218 a la interfaz para la muestra 1214 para aplicar la señal eléctrica de entrada a la muestra del fluido biológico. La señal eléctrica de entrada puede ser un potencial o corriente y puede ser constante, variable o una combinación de ambas, tal como cuando se aplica una señal de CA con una señal de compensación de CC. La señal eléctrica de entrada se puede aplicar como impulso único o en impulsos múltiples, secuencias, o ciclos. El generador de señal 1224 también puede grabar una señal de salida de la interfaz del sensor como un generador-grabador . El sensor de temperatura 1226 determina la temperatura de la muestra en el reservorio de la cinta reactiva 1204. La temperatura de la muestra se puede medir, calcular a partir de la señal de salida, o asumirse igual o similar a una medición de la temperatura ambiente o de la temperatura de un dispositivo que implementa el sistema biosensor. La temperatura se puede medir con un termistor, termómetro u otro dispositivo detector de temperaturas. Para determinar la temperatura de la muestra se pueden usar otras técnicas.

El medio de almacenamiento 1228 puede ser una memoria magnética, óptica o de semiconductor, otro dispositivo de almacenamiento que se puede leer con computadora, o dispositivos similares. El medio de almacenamiento 1228 puede ser un dispositivo fijo de memoria o un dispositivo removible de memoria, tal como una tarjeta de memoria.

El procesador 1222 implementa el análisis del analito y el tratamiento de los datos usando un código de software que puede ser leído por la computadora y datos almacenados en el medio de almacenamiento 1228. El procesador 1222 puede iniciar el análisis del analito en respuesta a la presencia de cinta reactiva 1204 en la interfaz del sensor 1218, a la aplicación de una muestra a la cinta reactiva 1204, en respuesta a una orden del usuario o en formas similares. El procesador 1222 ordena al generador de señal 1224 suministrar la señal eléctrica de entrada a la interfaz del sensor 1218. El procesador 1222 recibe la temperatura de la muestra del sensor de temperatura 1226. El procesador 1222 recibe la señal de salida de la interfaz del sensor 1218. La señal de salida se genera en respuesta a la reacción redox del analito en la muestra. La señal de salida puede ser generada usando un sistema óptico, un sistema electroquímico o sistemas similares. El procesador 1222 determina concentraciones del analito a partir de señales de salida a una temperatura de la muestra usando la ecuación de correlación ajustada por temperatura para una temperatura de referencia, como se describió anteriormente. Los resultados del análisis del analito salen al visor 1220 y pueden ser guardados en el medio de almacenamiento 1228.

Las ecuaciones de correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida se pueden representar gráficamente, matemáticamente, con una combinación de ambas o en formas similares. Las ecuaciones de correlación se pueden representar con una tabla de programa de números (PNA) , otra tabla de consulta o formas similares almacenadas en el medio de almacenamiento 1228. Las instrucciones relativas a la implementación del análisis del analito pueden ser suministradas por el código de software que se puede leer en la computadora y que está almacenado en el medio de almacenamiento 1228. El código puede ser un código de objeto o cualquier otro código que describa o controle la funcionalidad descrita en la presente. Los datos del análisis del analito pueden ser sometidos a uno o más tratamientos de datos, incluyendo la determinación de las velocidades de caída, constantes K, pendientes, interceptos y/o temperatura de la muestra en el procesador 1222. En sistemas electroquímicos, la interfaz del sensor 1218 tiene contactos que conectan o comunican eléctricamente con los conductores en la interfaz para la muestra 1214 de la cinta reactiva 1204. La interfaz del sensor 1218 transmite la señal eléctrica de entrada proveniente del generador de señal 1224 a través de los contactos a los conectores en la interfaz para la muestra 1214. La interfaz del sensor 1218 también transmite la señal de salida proveniente de la muestra a través de los contactos al procesador 1222 y/o al generador de señal 1224. En sistemas ópticos con absorción de luz y generación de luz, la interfaz del sensor 1208 incluye un detector que recolecta y mide la luz . El detector recibe luz del sensor liquido a través del portal óptico en la interfaz para la muestra 1214. En sistema óptico con absorción de luz, la interfaz del sensor 1208 también incluye una fuente de luz, tal como un láser, un diodo electroluminiscente o fuentes similares. El rayo incidente puede tener una longitud de onda seleccionada para ser absorbida por el producto de la reacción. La interfaz del sensor 1208 dirige un rayo incidente de la fuente de luz a través del portal óptico hacia la interfaz para la muestra 1214. El detector puede estar posicionado inclinado, tal como a 45°, respecto del portal óptico para recibir la luz reflejada proveniente de la muestra. El detector puede estar posicionado adyacente a un portal óptico del otro lado de la muestra respecto de la fuente de luz para recibir la luz transmitida a través de la muestra.

El visor 1220 puede ser analógico o digital. El visor puede ser una pantalla de LCD adaptada para presentar una lectura numérica. En uso, una muestra líquida para análisis se transfiere al espacio superior formado por el reservorio 1208 introduciendo el líquido por la abertura 1212. La muestra líquida circula por el canal 1210 al reservorio 1208, llenando el espacio superior a la vez que expulsa el aire que contenía previamente. La muestra líquida reacciona químicamente con los reactivos depositados en el canal 1210 y/o el reservorio 1208. La cinta reactiva 1202 está dispuesta adyacente al dispositivo de medición 1202. Adyacente incluye posiciones en las que la interfaz para la muestra 1214 está en comunicación eléctrica y/u óptica con la interfaz del sensor 1208. Comunicación eléctrica incluye la transferencia de señales de entrada y/o de salida entre contactos en la interfaz del sensor 1218 y conductores en la interfaz para la muestra 1214. Comunicación óptica incluye la transferencia de luz entre un portal óptico en la interfaz para la muestra 1202 y un detector en la interfaz del sensor 1208. Comunicación óptica también incluye la transferencia de luz entre un portal óptico en la interfaz para la muestra 1202 y una fuente de luz en la interfaz del sensor 1208. El procesador 1222 recibe la temperatura de la muestra del sensor de temperatura 1226. El procesador 1222 ordena al generador de señal 1224 que suministre una señal de entrada a la interfaz del sensor 1218. En un sistema óptico, la interfaz del sensor 1218 opera el detector y la fuente de luz en respuesta a la señal de entrada. En un sistema electroquímico, la interfaz del sensor 1218 suministra la señal de entrada a la muestra a través de la interfaz para la muestra 1214. El procesador 1222 recibe la señal de salida generada en respuesta a la reacción redox del analito en la muestra, como se describió anteriormente.

El procesador 1222 determina la concentración del analito de la muestra. El dispositivo de medición ajusta la correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la temperatura de la muestra. La concentración del analito se determina a partir de la correlación ajustada por temperatura y la señal de salida a la temperatura de la muestra. En 110, se presenta la concentración del analito, que se puede guardar para futura referencia.

Sin limitar el alcance, la aplicación, ni la implementación, los métodos y sistemas descritos previamente se implementan usando el siguiente algoritmo: Paso 1: Conectar la alimentación del medidor 5 Paso 2: Ejecutar una auto-prueba del biosensor Paso 3: Ejecutar la estandarización de la electrónica del biosensor Paso 4: Medir temperatura, T Paso 5: Verificar rango de temperatura Q si (T>THi) entonces, Establecer Modo de Error, "Temperatura demasiado alta" sf (T<TLow) entonces, Establecer Modo de Error, "Temperatura demasiado baja" Paso 6: Aplicar señal de entrada a la muestra Paso 7: Medir señal de salida, i Paso 8 : Consultar pendiente e intercepto en la tabla de asignación de números (PNA) S = Valor de pendiente para la corriente Int = Intercepto para la corriente o Paso 9: Ajustar pendiente e intercepto por efecto de la temperatura. ST = S * (a2*Ti2 + ax*Ti + a0) IntT = Int*(b2*Ti2 + bi*Ti + b0) Paso 10: Calcular concentración de glucosa a 25°C Paso 11: Verificar presencia de niveles extremos de glucosa si sf (G25 > Gmax) entonces, Establecer Modo de Error, "Glucosa demasiado alta" Paso 12 : Presentar resultado En la Tabla I siguiente se da una tabla de asignación de números (PNA) que se puede usar en el algoritmo. Las constantes que se pueden usar en el algoritmo se presentan en la Tabla II a continuación. Se pueden usar otras tablas PNA y/o constantes .

TABLA I TABLA II Si bien se han descrito diversas modalidades de la invención, resultará evidente para los expertos con conocimientos ordinarios de la técnica que resultan posibles otras modalidades e implementaciones dentro del alcance de la invención.

Claims (32)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para determinar una concentración del analito en una muestra de fluido biológico, caracterizado porque comprende: determinar una temperatura de la muestra; generar una señal de salida en respuesta a una reacción redox de un analito en la muestra; ajustar una correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la temperatura; y determinar la concentración del analito a partir de la correlación ajustada por temperatura y la señal de salida a la temperatura de la muestra .
2. 2. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además ajustar la correlación en respuesta a una función de temperatura normalizada de la pendiente y una función de temperatura normalizada del intercepto.
3. 3. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la correlación ajustada por temperatura entre concentraciones del analito y las señales de salida se representa de la siguiente manera: OST - IntT donde AR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, 0ST es el señal de salida a la temperatura de la muestra, IntT es un intercepto ajustado por una función de temperatura normalizada para el intercepto, y ST es una pendiente ajustada por una función de temperatura normalizada para la pendiente.
4. 4. El método de la reivindicación 3, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para la pendiente comprende un análisis de regresión de pendientes normalizadas .
5. 5. El método de la reivindicación 4, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para la pendiente, f(t), se representa de la siguiente manera: f(T) = a2T2 +a + a0 donde T es la temperatura de la muestra y a2, a1( y a0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan las pendientes normalizadas.
6. 6. El método de la reivindicación 3, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para el intercepto comprende un análisis de regresión de interceptos normalizados.
7. 7. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para el intercepto, g(t) se representa de la siguiente manera: g{T) = b2T2+bxT +b0 donde T es la temperatura de la muestra y b2, bi( y b0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan los interceptos normalizados.
8. 8. El método de la reivindicación 1, caracterizado 5 porque comprende además generar la señal de salida en respuesta a un proceso electroquímico.
9. 9. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de salida comprende luz.
10. 10. El método de la reivindicación 1, caracterizado Q porque la señal de salida comprende una señal eléctrica.
11. 11. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además generar la señal de salida en respuesta a señales de entrada pulsadas.
12. 12. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque el analito comprende glucosa y el fluido biológico 5 comprende sangre entera.
13. 13. Un método para ajustar una correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a la o temperatura, caracterizado porque comprende: determinar las correlaciones entre concentraciones del analito y las señales de salida para una temperatura de referencia y por lo menos otra temperatura; desarrollar funciones de temperatura normalizadas de la pendiente y el intercepto 5 para la correlación de la temperatura de referencia; y ajustar la correlación de la temperatura de referencia en respuesta a las funciones de temperatura normalizadas de la pendiente y el intercepto.
14. 14. El método de la reivindicación 13, caracterizado porque la función de temperatura normalizada de la pendiente comprende un análisis de regresión de pendientes normalizadas .
15. 15. El método de la reivindicación 14, caracterizado porque la función de temperatura normalizada de la pendiente, f(t), se representa de la siguiente manera: f(T) = a2T2 + aiT + a0 donde T es la temperatura de la muestra y a2, ai, y a0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan pendientes normalizadas.
16. 16. El método de la reivindicación 13, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para el intercepto comprende un análisis de regresión de interceptos normalizados.
17. 17. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para el intercepto, g(t) se representa de la siguiente manera: g(T) = b2T2 + biT + b0 donde T es la temperatura de la muestra y b2, bx, y b0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan los interceptos normalizados.
18. 18. El método de la reivindicación 13, caracterizado porque la correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida para una temperatura de referencia se representa de la siguiente manera: GR= — donde GR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, iR es la señal de salida a la temperatura de referencia, IntR es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia, y SR es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia .
19. 19. El método de la reivindicación 13, caracterizado porque la correlación ajustada por temperatura de una temperatura de referencia se representa de la siguiente manera : = iT-{lníR*g(T)) {SR*f(T)) donde GR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, iT es la señal de salida a una temperatura de la muestra, IntR es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia, g(T) es la función de temperatura normalizada para el intercepto, SR es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia, y f (T) es la función de temperatura normalizada para la pendiente .
20. 20. El método de la reivindicación 13, caracterizado porque las señales de salida comprenden luz.
21. 21. El método de la reivindicación 13, caracterizado porque las señales de salida comprenden una señal eléctrica .
22. 22. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además generar la señal de salida en respuesta a señales de entrada pulsadas.
23. 23. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque el analito comprende glucosa y el fluido biológico comprende sangre entera.
24. 24. Un biosensor para determinar una concentración del analito en un fluido biológico, caracterizado porque comprende: un dispositivo de medición que tiene un procesador conectado a una interfaz del sensor y un sensor de temperatura; una cinta reactiva que tiene una interfaz para la muestra en una base, donde la interfaz para la muestra está adyacente a un reservorio formado por la base; y donde el procesador ajusta una correlación entre concentraciones del analito y las señales de salida a una temperatura de referencia en respuesta a una temperatura de la muestra proveniente del sensor de temperatura, y donde el procesador determina una concentración del analito a partir de la correlación ajustada por temperatura en respuesta a una señal de salida proveniente de la interfaz para la muestra.
25. 25. El biosensor de la reivindicación 24, caracterizado porque el procesador ajusta la correlación en respuesta a una función de temperatura normalizada de la pendiente y una función de temperatura normalizada del intercepto .
26. 26. El biosensor de la reivindicación 24 caracterizado porque la correlación ajustada por temperatura de una temperatura de referencia se representa de la siguiente manera: donde GR es la concentración del analito a la temperatura de referencia, iT es la señal de salida a una temperatura de la muestra, IntR es el intercepto de la correlación para la temperatura de referencia, g(T) es la función de temperatura normalizada para el intercepto, SR es la pendiente de la correlación para la temperatura de referencia, y f(T) es la función de temperatura normalizada para la pendiente .
27. 27. El biosensor de la reivindicación 26, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para la pendiente, f(t), se representa de la siguiente manera : f(T) = a2T2+aiT + a0 donde T es la temperatura de la muestra y a2, a1; y a0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan pendientes normalizadas.
28. 28. El biosensor de la reivindicación 26, caracterizado porque la función de temperatura normalizada para el intercepto, g(t) se representa de la siguiente manera : g{T) = b2T2+b,T + bQ donde T es la temperatura de la muestra y b2, bi, y b0 son coeficientes de un análisis de regresión que representan los interceptos normalizados.
29. 29. El biosensor de la reivindicación 24, caracterizado porque la señal de salida comprende luz .
30. 30. El biosensor de la reivindicación 24, caracterizado porque la señal de salida comprende una señal eléctrica .
31. 31. El biosensor de la reivindicación caracterizado porque la señal de salida es sensibli señales de entrada pulsadas.
32. 32. El biosensor de la reivindicación caracterizado porque el analito comprende glucosa y fluido biológico comprende sangre entera.