WO2011073484A2 - DISPOSITIVO PORTÁTIL DE ANÁLISIS DEL pH U OTRA VARIABLE POR MEDICIÓN ELECTROQUÍMICA - Google Patents

DISPOSITIVO PORTÁTIL DE ANÁLISIS DEL pH U OTRA VARIABLE POR MEDICIÓN ELECTROQUÍMICA Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a portable device for pH analysis or another variable by electrochemical measurement, which allows a pre-diagnosis to be carried out easily and quickly without the need for specialized personnel.
  • Renal lithiasis is a pathology produced by the crystallization of various substances in the urinary tract. Specifically, the crystallization of uric acid always occurs in urine with a pH below 5.5. There are several factors that contribute to the formation of uric acid stones, in addition to hyperuricosuria.
  • uric acid is approximately 5.5. This is the pH at which the ionic and non-ionic uric acid species are in equilibrium. Therefore, urine with a pH less than 5.5 has a higher proportion of non-dissociated (insoluble) forms that facilitate the formation of uric acid crystals and stones.
  • One of the problems to be solved is the absence of portable devices to perform an easy and effective measurement of lithiasic risk (due to a urinary pH or other altered factors) in the urine of lithiasic patients or in Healthy people who want to prevent calcium oxalate, uric acid and hydroxyapatite lithiasis.
  • the present invention proposes a portable device for analyzing pH or another variable by electrochemical measurement according to claim 1, a use of a portable device for analyzing according to claim 15 and a method for measuring pH or another variable by electrochemical measurement according to claim 19.
  • Preferred embodiments of the present invention are defined in the dependent claims.
  • the portable pH analysis device comprises a pH sensor, a microprocessor and means for representing the results of the analysis, and is characterized in that it comprises three light indicators, the microprocessor being configured to activate:
  • this device will be useful to lithiasic patients so that they can determine for themselves and with precision the effects of a diet, and even food, food, drink and dietary supplement or drug or activity physics on the lithiasic capacity of urine.
  • the device according to the invention is configured as a lid adaptable to a urine sample collection vessel, the pH sensor being arranged to come into contact with a urine sample contained in the vessel, when the device is coupled to the vessel, thus allowing a use of the device in hygienic conditions and of reading effectiveness, since it is possible to properly place the electrode with respect to the sample.
  • the first pH threshold is 5.5 and the second threshold is 6.
  • the pH sensor comprises a pH electrode and a reference electrode for measuring the electrochemical potential of protons in the urine.
  • the device of the invention comprises means for measuring the temperature in the pH and reference electrodes.
  • the first of the indicators is red, the second is blue and the third is green.
  • the device of the invention can be provided with additional sensing means for measuring a variable by electrochemical measurement such as calcium or redox potential.
  • a device according to the first inventive aspect for the measurement of pH or other variable by electrochemical measurement in a sample of fluid of biological origin is defined.
  • the fluid of biological origin is preferably urine, although it may be another fluid, for example blood, saliva or sputum.
  • a method of pH measurement or other variable is defined by electrochemical measurement of a sample comprising measuring the pH or other variable by electrochemical measurement of the sample and providing an indication of the results of the measurement depending on whether it is within at least a range of values.
  • Figure 1 is an elevation section of the preferred embodiment of the invention in which it is configured as a lid coupled to a vessel for containing samples.
  • FIG. 2 is a block diagram with the essential elements of the device of the invention.
  • the invention relates to a portable urine pH analysis device 1 with a pH sensor 2, a microprocessor 3 and means of representation 4 of the analysis results.
  • the invention is characterized in that it comprises three light indicators 4a, 4b and 4c, the microprocessor being configured to activate:
  • any user can obtain a previous diagnosis without having to go to medical personnel. It can also be a prior diagnostic tool. for medical staff.
  • the device is configured as a T-cap adaptable to a urine sample collection vessel M.
  • the pH sensor 2 is arranged to come into contact with a urine sample M contained in the vessel 5, when the device 1 is coupled to the vessel 5, so that adequate hygienic conditions are guaranteed and proper electrode placement is guaranteed. with respect to the urine sample collected in vessel 5.
  • the first threshold is 5.5, so a lower reading is indicative of nucleation capacity and growth of uric acid crystals, which in turn can become growth nuclei of calcium oxalate crystals.
  • the second threshold is 6, whereby the detection of a pH higher than this second threshold is indicative of nucleation capacity and growth of crystals of hydroxy atom that can also act as nucleating of the crystals of calcium oxalate
  • the pH sensor 2 comprises a pH electrode 2a and a reference electrode 2b to measure the electrochemical potential of protons in the urine.
  • the calibration of the equipment is very simple, being only necessary to replace the measuring vessel with a verification vessel, which must contain a standard solution.
  • the device comprises means for measuring the temperature in the pH 2a and reference 2b electrodes.
  • the reading electrodes 2 protrude from the lid, and inside them are the battery B, the power supply F, the impedance adapter of the electrodes Z, the microprocessor 3 and the indicator lights 4, connected to each other as indicated in the figure.
  • all three will flash sequentially for a few seconds to indicate that the measurement is being performed. The result is obtained when one of the lights is fixed.

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Abstract

Dispositivo portátil (1) de análisis del pH u otras variables por medición electroquímica que comprende un sensor (2), un microprocesador (3) y medios de representación (4) de los resultados del análisis. El dispositivo portátil permite realizar un prediagnóstico de forma fácil y rápida sin necesidad de personal especializado.

Description

DISPOSITIVO PORTÁTIL DE ANÁLISIS DEL pH U OTRA VARIABLE POR
MEDICIÓN ELECTROQUÍMICA
La presente invención se refiere a un dispositivo portátil de análisis del pH u otra variable por medición electroquímica, que permite realizar un prediagnóstico de forma fácil y rápida sin necesidad de personal especializado.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La litiasis renal es una patología producida por la cristalización de diversas sustancias en las vías urinarias. Concretamente la cristalización de ácido úrico se produce siempre en orinas con pH inferior a 5,5. Existen varios factores que contribuyen a la formación de cálculos de ácido úrico, además de la hiperuricosuria .
Hay que tener en cuenta que el pKa del ácido úrico es de aproximadamente 5,5. Éste es el pH en que se encuentran en equilibrio las especies iónicas y no iónicas de ácido úrico. Por lo tanto, la orina con un pH menor a 5,5 presenta una proporción mayor de formas no disociadas (insolubles) que facilitan la formación de cristales de acido úrico y cálculos del mismo.
Por otra parte la cristalización de fosfato cálcico en forma de hidroxiapatita [Cai0 (P04) 6 (OH) 2] , se produce siempre a pH urinarios superiores a 6. Existen otros factores que contribuyen a la formación de cálculos de hidroxiapatita, como es la presencia o ausencia de inhibidores de la cristalización, o la sobresaturación, como factor termodinámico .
Finalmente la cristalización de oxalato cálcico se produce mediante nucleación heterogénea donde, en un porcentaje muy elevado, pueden actuar como núcleos heterogéneos de formación de cristales de oxalato cálcico, los cristales de acido úrico o los cristales de hydroxiapatita .
Uno de los problemas a solucionar es la inexistencia de dispositivos portátiles para realizar una medida fácil y eficaz del riesgo litiásico (consecuencia de un pH urinario u otros factores alterados) en la orina de pacientes litiásicos o en personas sanas que quieran prevenir la litiasis de oxalato cálcico, acido úrico y hidroxiapatita .
Aunque este control podría realizarse mediante papel indicador de pH o algún sistema similar, debemos señalar que la precisión de dichos sistemas no es suficiente para discriminar 0,1 unidades de pH y por tanto difícilmente tendría un valor diagnóstico del riesgo litiásico.
Por otro lado, la mayoría de pH-metros con un indicador digital o analógico son difíciles de manejar, interpretar y mantener por parte del paciente y suponen un elevado coste para uso individual .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Para ello, la presente invención propone un dispositivo portátil de análisis del pH u otra variable por medición electroquímica según la reivindicación 1, un uso de un dispositivo portátil de análisis según la reivindicación 15 y un método de medición de pH u otra variable por medición electroquímica según la reivindicación 19. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la presente invención.
En una realización preferida el dispositivo portátil de análisis del pH comprende un sensor de pH, un microprocesador y medios de representación de los resultados del análisis, y se caracteriza porque comprende tres indicadores luminosos, estando el microprocesador configurado para activar:
un primero de estos indicadores cuando el pH es inferior a un primer umbral de pH,
un segundo de estos indicadores cuando el pH es superior a un segundo umbral de pH y,
- un tercero de estos indicadores cuando el pH está comprendido entre dichos umbrales primero y segundo.
Por lo tanto, este dispositivo será útil a los pacientes litiásicos para que puedan determinar por sí mismos y con precisión los efectos de una dieta, e incluso comida, alimento, bebida y complemento dietético o fármaco o actividad física sobre la capacidad litiásica de la orina. Concretamente para los pacientes que presenten un claro riesgo de litiasis por ácido úrico o por hidroxiapatita, así como también para aquellos que tengan riesgo de litiasis oxalocálcica . Debemos señalar que la prevención en la cristalización de ácido úrico e hidroxiapatita de forma indirecta evitaría también la litiasis oxalocálcica en un porcentaje muy elevado.
Preferentemente, el dispositivo según la invención está configurado a modo de tapa adaptable a un vaso de recogida de muestras de orina, estando dispuesto el sensor de pH para entrar en contacto con una muestra de orina contenida en el vaso, cuando el dispositivo se acopla al vaso, permitiéndose de este modo una utilización del dispositivo en condiciones higiénicas y de efectividad de la lectura, al ser posible colocar adecuadamente el electrodo con respecto a la muestra.
Más preferentemente, el primer umbral de pH es de 5,5 y el segundo umbral es de 6.
Ventajosamente, el sensor de pH comprende un electrodo de pH y un electrodo de referencia para medir el potencial electroquímico de protones en la orina.
Aún más ventajosamente, el dispositivo de la invención comprende medios para medir la temperatura en los electrodos de pH y de referencia.
Finalmente, en el dispositivo de la invención el primero de los indicadores es rojo, el segundo es azul y el tercero es verde.
El dispositivo de la invención puede dotarse de medios sensores adicionales para la medida de una variable por medición electroquímica tal como el calcio o el potencial redox.
En un segundo aspecto inventivo se define el uso de un dispositivo según el primer aspecto inventivo para la medida del pH u otra variable por medición electroquímica en una muestra de fluido de origen biológico. El fluido de origen biológico es preferentemente orina, si bien puede ser otro fluido, por ejemplo sangre, saliva o esputo.
En un tercer aspecto inventivo se define un método de medida del pH u otra variable por medición electroquímica de una muestra que comprende medir el pH u otra variable por medición electroquímica de la muestra y proporcionar una indicación de los resultados de la medida en función de que se encuentre dentro de al menos un rango de valores .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.
La figura 1 es una sección en alzado de la realización preferida de la invención en el cual este está configurado a modo de tapa acoplado a un vaso para contener muestras .
La figura 2 es un diagrama de bloques con los elementos esenciales del dispositivo de la invención.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
Tal como se ilustra en las figuras, en una realización particular, la invención se refiere a un dispositivo portátil 1 de análisis del pH de orina M con un sensor de pH 2, un microprocesador 3 y medios de representación 4 de los resultados del análisis.
Más particularmente, la invención se caracteriza porque comprende tres indicadores luminosos 4a, 4b y 4c, estando el microprocesador configurado para activar:
- un primero de estos indicadores 4a cuando el pH es inferior a un primer umbral de pH,
- un segundo de estos indicadores 4b cuando el pH es superior a un segundo umbral de pH y,
- un tercero de estos indicadores 4c cuando el pH está comprendido entre dichos umbrales primero y segundo.
De este modo, cualquier usuario puede obtener un diagnóstico previo sin necesidad de acudir a personal médico. Asimismo, puede constituir una herramienta de diagnóstico previo para el personal médico.
Según la realización preferida de la invención, el dispositivo está configurado a modo de tapa T adaptable a un vaso 5 de recogida de muestras de orina M.
El sensor de pH 2 está dispuesto para entrar en contacto con una muestra de orina M contenida en el vaso 5, cuando el dispositivo 1 se acopla al vaso 5, de modo que se garantizan condiciones higiénicas adecuadas y se garantiza una correcta colocación de los electrodos con respecto a la muestra de orina recogida en el vaso 5.
Como ya se ha especificado, el primer umbral es de 5,5, por lo cual una lectura inferior es indicativa de capacidad de nucleación y crecimiento de cristales de ácido úrico, que a su vez pueden convertirse en núcleos de crecimiento de cristales de oxalato cálcico y el segundo umbral es de 6, con lo cual la detección de un pH superior a este segundo umbral es indicativo de capacidad de nucleación y crecimiento de cristales de h i dr o x i ap a t i t a que también pueden actuar a su vez como nucleantes de los cristales de oxalato cálcico.
El sensor de pH 2 comprende un electrodo de pH 2a y un electrodo de referencia 2b para medir el potencial electroquímico de protones en la orina.
La calibración del equipo es muy sencilla, siendo únicamente necesario sustituir el vaso de medida por un vaso de verificación, que debe contener una disolución patrón.
Asimismo, según esta realización preferida, el dispositivo comprende medios para medir la temperatura en los electrodos de pH 2a y de referencia 2b.
Tal como se aprecia en el esquema de la figura 2, de la tapa sobresalen los electrodos de lectura 2, y en su interior están alojados la batería B, la fuente de alimentación F, el adaptador de impedancias de los electrodos Z, el microprocesador 3 y las luces indicadoras 4, conectados entre sí tal como se indica en la figura.
La utilización del dispositivo es extremadamente simple y consiste en las siguientes etapas:
1. Separar el vaso del resto del instrumento desenroscando .
2 El paciente deposita la orina en el vaso
3 Roscar de nuevo el vaso y agitar ligeramente.
4 Pulsar una tecla de prueba.
5 Según esta realización preferida, las tres parpadearán secuencialmente durante unos segundos para indicar que se está realizando la medida. El resultado se obtiene cuando queda fija una de las luces.
6- Desenroscar el vaso, desechar el contenido y lavar con abundante agua tanto el vaso como la tapa, para una utilización posterior.
7- Roscar de nuevo el conjunto de forma que queden algunas gotas de agua en su interior.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo portátil (1) de análisis del pH u otras variables por medición electroquímica que comprende un sensor de pH (2) u otra variable por medición electroquímica, un microprocesador (3) y medios de representación (4) de los resultados del análisis .
2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 en el que los medios de representación (4) de los resultados del análisis comprenden números y/o letras digitales.
3. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 ó 2 en el que los medios de representación (4) de los resultados del análisis comprenden al menos un indicador luminoso.
4. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 que comprende tres indicadores luminosos (4a, 4b y 4c), estando el microprocesador configurado para activar:
- un primero de estos indicadores (4a) cuando el pH u otra variable por medición electroquímica es inferior a un primer umbral,
- un segundo de estos indicadores (4b) cuando el pH u otra variable por medición electroquímica es superior a un segundo umbral y,
- un tercero de estos indicadores (4c) cuando el pH u otra variable por medición electroquímica está comprendido entre dichos umbrales primero y segundo.
5. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, que está configurado a modo de tapa (T) adaptable a un vaso (5) de recogida de muestras, estando dispuesto el sensor (2) para entrar en contacto con una muestra contenida en el vaso (5) , cuando el dispositivo (1) se acopla al vaso (5) .
6. Dispositivo (1) según la reivindicación 4 o según la reivindicación 5 cuando depende de la 4, en el que dicho primer umbral de pH es de 5,5 y dicho segundo umbral de pH es de 6.
7. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cuando el sensor (2) es un sensor de pH comprende un electrodo de pH (2a) y un electrodo de referencia (2b) para medir el potencial electroquímico de protones en la orina .
8. Dispositivo (1) según la reivindicación 7, que comprende medios para medir la temperatura en los electrodos de pH (2a) y de referencia (2b) .
9. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores cuando dependen de la reivindicación 4, en el que:
- el primero de los indicadores (4a) es rojo,
- el segundo de los indicadores (4b) es azul y,
- el tercero de los indicadores (4c) es verde.
10. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una fuente de alimentación (F) y/o una batería (B) .
11. Dispositivo (1) según la reivindicación 10, en el que la fuente de alimentación (F) se basa en el aprovechamiento de la luz solar.
12. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones anteriores que comprende un sensor electroquímico para la medida de al menos una variable por medición electroquímica.
13. Dispositivo (1) según la reivindicación 12 en el que la variable por medición electroquímica es el calcio.
14. Dispositivo (1) según la reivindicación 12 ó 13 en el que la variable por medición electroquímica es el potencial redox.
15. Uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores para la medida de pH u otras variables por medición electroquímica en una muestra de fluido de origen biológico.
16. Uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1-14 para la medida de una variable por medición electroquímica.
17. Uso según una de las reivindicaciones 15 ó 16 en el que el fluido de origen biológico es orina.
18. Uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1-14 para la medida del pH en una muestra de agua.
19. Método de medida de una muestra que comprende:
medir el pH u otra variable por medición electroquímica de la muestra, y
proporcionar una indicación de los resultados de la medida en función de que se encuentre dentro de al menos un rango de valores .
20. Método según la reivindicación 19 que comprende medir una variable por medición electroquímica.
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