MXPA01004735A - Tiras de electrodo para probar volumenes pequeños - Google Patents

Abstract

Una tira de prueba que comprende portadores de soporte en un electrodo activo y un contraelectrodo, y una capa de material dentro de la cual un volumen pequeño de líquido se prueba puede distribuirse y proporcionarse en contacto entre los electrodos, y en donde un reactivo de analito específico es recubierto sobre el material. La capa de material puede proporcionarse convenientemente en la forma de una cinta a partir de la cual las secciones pueden cortarse o utilizarse secuencialmente.

Description

TIRAS DE ELECTRODO PARA PROBAR VOLÚMENES PEQUE OS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con tiras de electrodo para probar volúmenes pequeños de sangre completa. La diabetes es una de las condiciones endocrinas más comunes. Las víctimas deben de examinar su nivel de glucosa de la sangre frecuentemente. Esto se logra usualmente por el uso de pequeñas tiras de prueba que detectan la glucosa de la sangre. Los problemas comúnmente experimentados por los usuarios de estas tiras de prueba son una cantidad inadecuada de sangre en la tira de prueba y mal colocamiento de la sangre sobre la tira de prueba. Un número de dispositivos se ha dirigido a este problema utilizando cámaras de muestra que se llenan mediante acción capilar. Esta muestra se retiene en proximidad a los electrodos que facilitan la medición del analito específico en la muestra por ejemplo; véase EP-A 0170375 y US-A-5141868. Tales dispositivos conocidos comprenden electrodos depositados sobre un sustrato no conductor, recubierto con un sistema reactivo específico para el analito de interés y alojado dentro de una cavidad cuyas dimensiones son lo suficientemente pequeñas para permitir la introducción de una muestra, por ejemplo 2.5-3 µL en volumen mediante la acción capilar. El grado al cual estos dispositivos pueden disminuirse se limita tanto por las tolerancias de fabricación como la relación se señal a ruido y se puede lograr con su química. US-5850551 describe una tira de prueba que comprende un soporte que porta un electrodo de trabajo y un contra electrodo, y una enzima y un mediador que se recubre sobre el electrodo activo. Una gota de la sangre completa puede proporcionar una trayectoria de conducción entre los electrodos y la concentración de glucosa en la sangre puede determinarse. El electrodo activo se expone a una muestra de sangre completa sin una membrana de intervención u otro filtro de sangre completa. La O-A-98/55856 (publicada después de la fecha de prioridad reclamada para está Solicitud) describe un reactivo de analito especifico recubierto sobre la capa conductora, y una malla de monofilamento situada sobre el reactivo y el electrodo de referencia. Con área de aplicación de muestra se proporciona en un borde de la malla. De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, una tira de prueba comprende un soporte que porta un electrodo activo y contra electrodo, y una capa de un material dentro del cual un volumen pequeño de líquido que se prueba puede distribuirse y proporcionar contacto entre los electrodos y en donde un reactivo de analito específico tal como un componente de una reacción redox, por ejemplo una enzima, co-factor o mediador, se recubre sobre el material. En particular, la invención proporciona una tira de prueba para la glucosa en la sangre, en la cual el requerimiento de las muestras es muy pequeño y la cinética de reacción eficiente se logra por la aplicación de los reactivos en una manera novedosa. El material recubierto de reactivo puede en sí mismo ser en forma de cinta. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, una cinta flexible es de un material dentro del cual el liquido puede distribuirse y en el cual las áreas discretas recubiertas de por lo menos un componente de una reacción redox. De acuerdo con esta invención, cualquiera de uno o más de los componentes de una reacción redox, por ejemplo una enzima tal como glucosa oxidasa o glucosa deshidrogenasa, un co-factor y un mediador pueden aplicarse a una malla o membrana la cual de coloca sobre el dispositivo. Para el propósito de ilustración solamente, la invención puede describirse con referencia a una malla recubierta de enzima. Cualquier componente o componentes son utilizados, cuando la muestra se añade, se solubilizan rápidamente y forman un medio de reacción eficiente que pueden proporcionar contacto entre los electrodos separados de la tira de prueba. En esta forma, la reacción procederá rápidamente y sin barreras de difusión. Esta configuración de reacción se indica particularmente en casos cuando el volumen de muestra es bajo, la muestra es viscosa (tal como la sangre completa) y se requiere una reacción rápida. En una modalidad típica de la invención, la tira de prueba de sensor consiste de dos electrodos, uno de los cuales actúa como un electrodo de trabajo y el otro actúa como un contra electrodo de referencia. El extremo del electrodo de trabajo que se expone a la muestra tiene un mediador en contacto íntimo con el mismo. La tira de prueba efectivamente proporciona una cámara de reacción definida por estos dos electrodos y una lámina adicional, que superpone los electrodos, los cuales se han pre-recubierto con la enzima de redox y cualquier co-factor necesario para esa enzima. La cámara de reacción también puede comprender además láminas de material y/o agentes de humedad, por ejemplo un tensioactivo, o materiales que lisen células (los cuales pueden colocarse en cualquiera de las láminas subyacentes) . De esta forma, la enzima activa no se recubre sobre el conductor que forma el electrodo de trabajo sino se proporciona en una capa separada sobre de la cual a su vez, forma efectivamente la fase de solución de la cámara de reacción. Cuando se combina con el flu o lateral, las condiciones se crean para que se mezcle un enfoque eficiente en una cámara de reacción agitada.

En un ejemplo de la invención, un electrodo de cloruro de plata/referencia de plata/contra electrodos se localiza adyacente a un electrodo de carbono. Típicamente para este propósito, un par de electrodos de carbono impresos se imprimen sobre un sustrato no conductor, y después el cloruro de plata/plata se imprime sobre uno de los electrodos de carbono para funcionar como el electrodo de referencia/contra electrodo. Se imprime una tinta no conductora sobre los electrodos de carbono y el sustrato, con el fin de definir una porción de cada electrodo como un atenuador fijo de contacto para inserción dentro de un metro y una porción en cada electrodo lejos del atenuador fijo de contacto como el área de detección donde la muestra se recibe . Un mediador para el cofactor de la enzima NADH entonces se prepara y se deposita sobre el electrodo a partir de la solución acuosa por pipeteo. Una capa adicional que contiene NAD entonces se deposita sobre el electrodo de trabajo . Un material de malla de monofilamento se recubre con un tensioactivo y después con una solución que contiene glucosa deshidrogenasa mediante pipeteo, tinta de recubrimiento por chorro o recubrimiento profundo, y se coloca sobre los dos electrodos para formar una cámara de reacción. Esta cámara de reacción puede definirse además por impresión adicional, o por el uso de una capa superior para formar una cavidad de se llena hasta el borde. Por ejemplo, una segunda tinta no conductora impresa sobre la parte superior del material de la malla, y entonces una tira cubierta se aplica sobre la parte superior de la malla de tal forma que deja un área extendida de la malla expuesto para la aplicación de la muestra. Este dispositivo permite la aplicación de un volumen pequeño de muestra (típicamente 1 µL o menos) a la extensión de la malla. Este es seguido por la inundación del área de detección del dispositivo con la muestra, poniendo en contacto íntimo con los electrodos de medición. Los dispositivos tienen rellenos de bordes como se describen en O-A-98/55856. Pueden adaptarse simplemente, de acuerdo con la presente invención. En particular, se hace referencia a la Figura 1 en O-A-98/55856, los componentes de esta invención son el soporte (1), electrodos (2/3), el material de malla (6) y la cinta (7); además, el reactivo se proporciona sobre el material de malla. Tal dispositivo puede trabajar por la aplicación de su borde a una muestra. Esto es valuable particularmente en casos donde es difícil extraer la muestra. Otras configuraciones serán evidentes para alguien con experiencia en la técnica, incluyendo combinaciones de uno o más del co-factor mediador o la enzima recubierta sobre la malla subyacente o láminas de membrana. La elección de combinación puede estar en las cinéticas de reacción de los diversos compuestos . En otra modalidad el dispositivo, la enzima o el mediador es recubierto sobre la lámina, el co-factor y el otro mediador o la enzima son recubiertos sobre el electrodo de trabajo directamente, y la lámina es capaz de filtrar la sangre completa de manera que el electrodo activo sea una muestra en la cual se está libre efectivamente de las células de sangre completa. En este caso, la dependencia haematócrita del resultado se reduce sustancialmente. De esta forma, la función de filtración de células de una membrana seleccionada puede combinarse con las cinéticas rápidas de que tiene parte o todos los elementos activos de la reacción (la enzima, mediador y el co-factor) en la membrana, para producir un dispositivo altamente efectivo. en resumen, de acuerdo con la presente invención, un dispositivo se construye al depositar uno o más de los reactivos requeridos para la cuantificación de un analito como una sola capa o varias capas en un material de malla fino o membrana; las áreas depositadas son de dimensiones lo suficientemente pequeñas para humedecer un volumen de muestra muy pequeño. La malla o membrana puede utilizarse tanto de dispositivos colorimétricos como electroquímicos. Una característica de esta invención es que un reactivo se aplica precisamente sobre un área objetivo sobre un material de tejido tal como poliéster o nylon u otra membrana porosa. En el uso, esto proporciona solubilización rápida de los reactivos en la presencia de la muestra. El reactivo o reactivos pueden aplicarse en un número de métodos diferentes que resultan en la deposición de un volumen conocido en una ubicación precisa y en un rastro bien definido. Esto se incluye en el uso de equipo de dispersión tal como una bomba de pistón, una bomba de jeringa o un impresor a chorro de tinta en demanda. En una modalidad adicional, una cinta flexible que contiene uno o más reactivos puede laminarse a otra cinta flexible sobre la cual se imprime una serie de electrodos . En vez de cortar los sensores individuales, la lámina (que comprende una fila o series de sensores) puede utilizarse secuencialmente, por ejemplo al ser dispersada desde un dispersador adecuado. Para que este propósito sea o no sea un laminado una cinta de la invención puede proporcionarse como un rodillo, y almacenarse en casetes sellados los cuales también pueden contener desecantes. En el uso, el cásete puede insertarse dentro de un dispersador automático del cual la cinta es enrollada automáticamente por un mecanismo de división para revelarse secuencialmente los sensores discretos. La acción de este instrumento por lo tanto es análoga a la acción en una película en una cámara. En esta modalidad la cinta también puede contener un reactivo que liza glóbulos rojos tal como saponina, con el fin de reducir el efecto de haematocrito y haemoglobina en una muestra de sangre completa. La cinta puede repetirse adicionalmente de la humedad al ser cubierta con una película desprendible (por ejemplo, de aluminio) que se desprende automáticamente cuando la cinta se dispersa sobre el cásete. Cuando la muestra se aplica al sensor, la cantidad de analito de interés en la muestra pude determinarse electroquímicamente. Tal determinación puede conducirse por métodos conocidos . El siguiente Ejemplo ilustra la invención. Ejemplo Un material de tinta conductora se imprime sobre un material de lámina de poliéster no conductora mediante un proceso de tamizado por impresión. El material de tinta conductora consiste de una mezcla de grafito y partículas de carbón y un adhesivo de polimero en un solvente orgánico. Después de la deposición de la tinta conductora, los solventes se eliminan en un horno forzado por aire. Un contraelectrodo/de referencia de plata/cloruro de plata se imprime sobre uno de cada par de electrodos de carbono impresos seguidos por una capa de tinta no conductora para definir los atenuadores fijos de contacto y el área de sensor . Un mediador tal como un Meldola Blue, Nile Blue u otra tinta adecuada y el co-factor nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) de la enzima se depositan sobre el electrodo de carbono. Alternativamente, el NAD se aplica separadamente sobre el mediador a partir de una tinta acuosa. La enzima glucosa deshidrogenasa se deposita como manchas uniformes sobre una cinta de malla de poliéster de monofilamento. Esto se logra como sigue: (a) en un modo de contacto, donde una gota formada en una punta de dispensador en proximidad a la malla se empieza a transferir a la malla retocando la gota sobre la superficie de malla; o (b) en un modo sin contacto, donde una gota formada mediante un cabezal de impresión por chorro de tinta u otro orificio encima de la malla se hace caer sobre de la malla desde una distancia bajo condiciones las cuales no provoquen que penetre la malla. Con el secado, las manchas esparcidas para recubrir un área definida en parte por las características del tejido de la malla y en parte por las condiciones de aplicación. Típicamente, las áreas cubiertas por una gota de 500 nL es 1.3 x 1.2 mm. La cinta de malla se deja secar a temperatura ambiente . La cinta de malla modificada por enzima entonces se lamina sobre la lámina modificada de dispositivos y se asegura además por una impresión no conductora. Finalmente, una cinta de cubierta se lamina sobre la parte superior de la malla. Las láminas del dispositivo se cortan dentro de los dispositivos individuales. En un formato de dispositivo alternativo, las hojas laminadas son envueltas e incluidas en una unidad de cinta de cásete, permitiendo que un dispositivo individual se use por un mecanismo de enrollado similar a un sistema de enrollado de película de cámara. _____________•

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES 1. La tira de prueba caracterizada porque comprende un soporte que porta un electrodo activo y un contra electrodo, y una capa del material dentro del cual un volumen 5 pequeño del líquido que se prueba puede distribuirse y proporcionarse en contacto entre los electrodos, y en donde un reactivo analito-específico se recubre sobre el material.
2. 2. La tira de prueba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el reactivo es de por 10 lo menos un componente de una reacción redox, por ejemplo una o más de una enzima, un mediador y/o co-factor para la enzima .
3. 3. La tira de prueba de conformidad de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque por lo menos un 15 componente comprende la enzima.
4. 4. La tira de prueba de conformidad de acuerdo con la reivindicación 2 o reivindicación 3, caracterizada porque la enzima es glucosa oxidasa o glucosa deshidrogenasa.
5. 5. La tira de prueba de conformidad con cualquiera 20 de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material es una malla de monofilamento o membrana.
6. 6. Una cinta flexible de un material dentro de la cual el líquido puede distribuirse y por el cual recubre áreas discretas de por lo menos un componente de una reacción 25 redox. ___¡ÉI_^-Miiií_gjl^___kÉ
7. 7. La cinta flexible de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el material es una malla de monofilamento o membrana.
8. 8. El contenedor caracterizado porque comprende una cinta enrollada de conformidad con la reivindicación 6 o la reivindicación 7.
9. 9. El contenedor de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque también comprende medio de dispersión automático.
10. 10. El método para probar un líquido por la presencia de un analito, caracterizado porque comprende poner el contacto líquido con una cinta de prueba de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, y detectar la corriente .
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el liquido es sangre y el analito es glucosa . _______________>