RO126709A2 - Biosenzor de laborator pentru glucoză şi colesterol - Google Patents

Abstract

Prezenta invenţie se referă la un biosenzor de laborator, pentru determinarea glucozei şi colesterolului din sânge, prin metoda amperometrică, alcătuit dintr-un corp (1) în care este amplasată o unitate amperometrică ce măsoară curentul de electroliză şi prelucrează şi afişează datele pe un diplay electronic (2), două sisteme de dozare în exteriorul corpului (1), unul pentru glucozoxidază şi unul pentru colesteroloxidază, formate, fiecare, din piuliţele randalinate (3 şi 4), clichetele divizor cu bilă (5 şi 6), un arc distanţator (7), şuruburile (8 şi 9) de presare, ştifturile cilindrice (10 şi 11) pentru împiedicarea deplasării pe verticală a piuliţelor, cuţitele (12 şi 13) de perforare, tuburile capilare (14 şi 15) din plastic, o celulă de amestecare şi reacţie (16), cu un canal (c) şi doi electrozi lamelari (17 şi 18), din platină. În partea exterioară a corpului (1) se găsesc înfiletate flacoanele (19 şi 20) conţinând reactivii pentru determinări şi butoanele de pornire/oprire şi de comutare a analizei.

Description

BIOSENZOR DE LABORATOR PENTRU GLUCOZA Șl COLESTEROL

Invenția se referă la un biosenzor de laborator pentru determinarea in situ a concentrației glucozei și a colesterolului din sînge.

La ora actuală, pentru determinarea in situ a glucozei din sînge la diabetici și la sportivi, este produs și folosit un biosenzor electronic portabil, pentru analiză fiind necesară o singură picătură de sînge ce se aduce pe un suport de plastic de unică utilizare pe care sint lipiți doi electrozi metalici, sub formă de bandă subțire, peste care există o depunere plană, uscată, subțire, obținută la rîndul ei dintr-un polimer conducător de electricitate în care este distribuit uniform glucozoxidaza fin măcinată, dozată în așa fel încît să poată cataliza oxidarea rapidă, în cîteva secunde, a glucozei din picătura de sînge rezultînd gluconolactonă și apă oxigenată după reacția :

Glucoza + O₂ —Glucozoxidaza Qluconolactona + H₂O₂

Aplicarea unei tensiuni continue constante celor doi electrozi, ai unui biosenzor de glucoză, face ca prin produși! de reacție, mai precis prin apa oxigenată, care este un electrolit bun , să se închidă un circuit de electroliză. Conform legii lui Faraday intensitatea curentului de electroliză este proporțional cu masa apei oxigenate generate în reacție, masă care la rîndul ei este o măsură a concentrației glucozei dintr-o picătură de sînge transformată integral în gluconolactonă. în microprocesorul aparatului valoarea intensității curentului de electroliza este transformată, pe baza unei curbe de calibrare memorată electronic, în unități de concentrație de glucoză , valori care sînt afișate pe display-ul digital în unități de mg/dl.

Pentru determinarea colesterolului poate fi folosit același principiu de oxidare enzimatica cu folosirea colesteroloxidazei ca enzimă de cataliză:

Colesterol + O₂

Colesteroloxidaza ^Colestenona + H₂O₂

Autorilor nu le este cunoscută nici o soluție conceptivă sau constructivă a unui biosenzor care valorifica ambele reacții catalitice într-un biosenzor unic care permite determinarea concomitentă, din aceeași cantitate de sînge, atit a glucozei cît și a colesterolului. Autorilor le mai sînt cunoscute însă două soluții proprii, cuprinsă în propunerile de invenție [Biosenzor enzimatic, A/00857/2009 și Biosenzor de glucoză A/00848/2009], la care este folosită glucozoxidază lichidă pentru determinarea glucozei din sînge. Soluțiile descrise nu oferă însă posibilitatea determinării cu același biosenzor și a conținutului de colesterol din sînge.

cv-2 010-00161-1 8 -02- 2010

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui biosenzor combinat, bazat pe metoda de măsurare amperometrică, destinat determinării rapide și in situ atît a concentrației glucozei cît și a colesterolului din sînge cu folosirea catalizatorului glucozoxidază respectiv colesteroloxidază sub formă lichidă fiind eliminate chiturile biologice de unică utilizare.

In acest scop este folosităă o structură portabilă ce conține o parte electronică și două flacoane etanșe cu glucozoxidază respectiv colesteroloxidază din care se dozează manual, cu ajutorul unui sistem de tranformare a mișcării de tip șurub-piulită cu clichet și a unui sistem de presare cu piston, un anumit volum de cîțiva cîțiva μΙ de glucozoxidază printr-un microtub capilar într-un canal îngust al aparatului în care sînt plasați doi electrozi de platină, după care, în același canal, se introduce o picătură de sînge supus analizei. Partea electronică măsoară timp de 5 secunde, la interval de 100 ms, curentul de electroliză a apei oxigenate rezultate din reacția de oxidare a glucozei respectiv a colesterolului, prelucrează statistic cele oca 50 măsurători, elimină statistic valorile extreme neconcordante, mediază valorile concordante și transformă, cu ajutorul curbei de calibrare memorată electronic, valoarea medie a curentului de electroliză în valori de concentrație de glucoză în sînge, valori care sînt afișate pe display-ul electronic in unități de mg/dl. Determinarea glucozei respectiv a colesterolului din sînge se fac pe rînd, intre cele două determinări fiind necesară o clătire a capului de lucru cu apă distilată. De asemenea, fiecare determinare necesită o picătură proaspătă de sînge

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- se elimină chiturile chimice de unică utilizare reducînd mult prețul analizelor de glucoză și de colesterol din sînge

- face posibilă determinarea atît a concentrației glucozei cît și a colesterolului din sînge cu folosirea aceluiași aparat

- folosirea unor volume unice mari de glucozoxidază respectiv de colesteroloxidază încapsulate scade mult prețul analizelor

- livrarea flacoanelor de glucozoxidază și a celor de colesteroloxidază sub forma unor structuri perfect etanșe crește termenul de garanție a acestor produse din același motiv crește și reproductibilitatea analizelor de sînge

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură cu figura 1 care reprezintă o vedere în secțiune a biosenzorului.

Biosenzorul enzimatic conform invenției este format dintr-un corp 1 în interiorul căruia se găsește o unitate electronică amperometrică pentru măsurarea curentului de electroliză precum și pentru prelucrarea și afișarea datelor pe un display 2 electronic, iar în exteriorul corpului se găsesc două sisteme de dozare identice, unul pentru glucozoxidază și unul pentru colesteroloxidază, formate fiecare dintr-o piuliță 3 și 4 randalinată, prevăzută cu un număr de opt unități u incrementale identice de divizare a pasului filetului, un clichet cu bilă 5 și 6 și arc 7, un șurub 8 și 9 de presare, un știft 10 și 11 cilindric pentru împiedicarea deplasării pe verticală a piulițelor 3 și 4 randalinate în timpul rotirii lor, un cuțit 12 și 13 de perforare, un tub 14 și 15 capilar din plastic, o celulă 16 de amestecare și reacție prevăzută la rîndul ei

L

010-00161-I 8 -02- 2010 cu un canal C și doi electrozi 17 și 18 lamelari din platină, celulă în care are loc reacția dintre o picătură p de sînge, cîțiva pl de glucozoxidază g respectiv de colesteroloxidaza c și oxigenul O₂ din aer. Tot în partea exterioară a corpului 1 se mai găsește un buton bi de pornire/oprire, un buton b₂ pentru comutare pe analiză glucoza, un buton b₃ pentru comutare pe analiză colesterol, un flacon 19 și 20 din plastic, montat prin înfiletare pe corpul 1, ce conține glucozoxidază g și colesteroloxidaza c lichidă, un piston 21 și 22 din plastic și două membrane 23 și 24 de etanșare termosudate pe flaconul 19 și 20 din plastic, aceste membrane sint perforate de către cuțitul 12 și 13 respectiv șurubul 8 și 9 de presare atunci cînd flaconul 19 și 20 din plastic se montează pe corpul 1 al biosenzorului în vederea efectuării de analize.

Claims (1)

1. Invenția Biosenzor pentru glucoză și colesterol caracterizată prin aceea că în vederea determinării in situ a concentrației de glucoză și a colesterolului din sînge prin metoda amperometrică este folosită o structură portabilă formată dintr-un corp (1) în interiorul căruia se găsește o unitate electronică amperometrică pentru măsurarea curentului de electroliză precum și pentru prelucrarea și afișarea datelor pe un display (2) electronic, iar în exteriorul căruia se găsesc două sisteme de dozare identice, unul pentru glucozoxidază și altul pentru colesteroloxidază, formate fiecare dintr-o piuliță (3 și 4) randalinată, un clichet divizor cu bilă (5 și 6) și arc (7), un șurub (8 și 9) de presare, un știft (10 și 11) cilindric pentru împiedicarea deplasării pe verticală a piulițelor (3 și 4) randalinate, un cuțit (12 și 13) de perforare, un tub (14 și 15) capilar din plastic, o celulă (16) de amestecare și reacție prevăzută la rîndul ei cu un canal c deschis și doi electrozi (17 și 18) lamelari din platină. Tot în partea exterioară a corpului (1) se mai găsește un buton (b-ι) de pornire/oprire, un buton (b₂) pentru comutare pe analiză glucoză, un buton (b₃) pentru comutare pe analiză colesterol, un flacon (19 și 20) din plastic ce conține glucozoxidază (g) și colesteroloxidază (c) lichidă, montat prin înfiletare pe corpul (1), un piston (21 și 22) din plastic.