ES2585356T3 - Sistemas y métodos de solución de control discriminatorio de una muestra de sangre fisiológica - Google Patents

Sistemas y métodos de solución de control discriminatorio de una muestra de sangre fisiológica Download PDF

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Abstract

Un método para distinguir entre una muestra de sangre y una muestra de solución de control, comprendiendo el método las etapas de: (a) introducir una muestra en una célula electroquímica, la célula electroquímica que comprende: (i) dos electrodos en una relación separada; y (ii) un reactivo; (b) aplicar un primer potencial de prueba (E1), teniendo una primera polaridad, entre los electrodos, y la medición de un primer transitorio de corriente (ia(t)); (c) aplicar un segundo potencial de prueba (E2), teniendo la primera polaridad, entre los electrodos, y la medición de un segundo transitorio de corriente (ib(t)); (d) aplicar un tercer potencial de prueba (E3), teniendo una segunda polaridad, opuesta a la primera polaridad entre los electrodos, y la medición del tercer transitorio de corriente (ic(t)); (e) calcular, en base al primer transitorio de corriente, un primer valor de referencia relacionado a la cantidad de las especies redox en la muestra; (f) calcular, en base a los transitorios de corriente segundo y tercero, un segundo valor de referencia relacionado con la cinética de reacción; y (g) determinar, basándose en los valores de referencia primero y segundo, si la muestra es una solución de control o una muestra de sangre.

Description

DESCRIPCIÓN
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pequeñas, su orden y los tiempos aplicados no es crítica en esta forma de realización, siempre y cuando el período total durante el cual se aplica la potencial pequeña E1 es suficiente para obtener una medida de corriente indicativa de la presencia y/o cantidad de sustancias oxidables presentes en la muestra. La pequeña potencial E1 puede aplicarse durante todo el período entre el momento en que se detecta de llenado y cuando se aplica E2.
Una vez que el segundo intervalo de tiempo en circuito abierto TOC2 o un tiempo equivalente en el pequeño potencial E1 ha transcurrido, al medidor de prueba 100 se aplica una segunda potencial prueba E2 entre el primer electrodo 166 y el segundo electrodo 164 para una segunda prueba de intervalo de tiempo de potencial T2. Durante el segundo tiempo de intervalo de potencial de prueba T2, metros de prueba 100 puede medir un segunda corriente de transitorio que puede ser referida como ib(t). Una vez transcurrido el segundo intervalo de tiempo de potencial T2, el medidor de prueba 100 puede aplicar una tercera prueba de potencial E3 de entre el primer electrodo 166 y el segundo electrodo 164 para un posible tercer intervalo de tiempo prueba T3, el cual puede ser denominado como ic(t). El segundo intervalo de tiempo de prueba de potencial T2 y el tercer tiempo de intervalo de prueba potencial T3 pueden variar entre aproximadamente 0,1 segundos y 4 segundos. Para la realización mostrada en la Figura 6, el segundo intervalo de tiempo de prueba de potencial T2 era de 3 segundos y el tercer intervalo de tiempo de prueba de potencial T3 era de 1 segundo. Como se mencionó anteriormente, en un aspecto, un período de tiempo potencial de circuito abierto puede permitirse que transcurra entre el segundo potencial de ensayo E2 y la tercera prueba de potencial E3. Alternativamente, la tercera prueba de potencial E3 puede ser aplicado inmediatamente después de la aplicación de la segunda prueba de potencial E2. Tenga en cuenta que una parte de la transitorio de corriente primera, segunda o tercera, puede denominarse en general a una corriente de la celda o un valor de corriente.
En la invención, el primer potencial de prueba E1 y el segundo potencial de prueba E2 tienen una primera polaridad, y el tercer potencial de prueba E3 tiene una segunda polaridad que es opuesta a la primera polaridad. El primer potencial de prueba de potencial E1 y segundo potencial de prueba E2 pueden ser suficientemente negativos en magnitud con respecto al segundo electrodo 164 de tal manera que el segundo electrodo 164 funciona como un electrodo de trabajo en el que se mide una corriente de oxidación limitante. Por el contrario, el tercer potencial de prueba E3 puede ser suficientemente positivo en magnitud con respecto al segundo electrodo 164 de tal manera que el primer electrodo 166 funciona como un electrodo de trabajo en el que se mide una corriente de oxidación limitante. Una oxidación limitante se produce cuando todas las especies oxidables se han agotado en destino, en la superficie del electrodo de trabajo de tal manera que la corriente de oxidación medida es proporcional al flujo de especies oxidables de difusión de la solución a granel hacia la superficie del electrodo de trabajo. La solución a largo plazo mayor se refiere a una porción de la solución suficientemente lejos del electrodo de trabajo donde las especies oxidables no se encuentran dentro de la zona de agotamiento. El primer potencial de prueba E1, el segundo potencial de prueba E2, y tercer potencial de prueba E3 puede variar de aproximadamente 0,6 voltios a aproximadamente 0,6 voltios (con respecto al segundo electrodo 164) cuando se utiliza un electrodo de trabajo por deposición catódica de oro o paladio y un mediador de ferricianuro. La Figura 7 muestra transitorios de corriente primera, segunda, y tercera generadas por medidor de prueba 100 y tira de prueba 62 usando una muestra de solución de control (línea de puntos) o una muestra de sangre (línea continua). La muestra de solución de control contenía una concentración de 525 mg/dl de glucosa y la muestra de sangre, conteniendo una concentración de glucosa 530 mg/dl con un hematocrito del 25%. La Figura 9 muestra una vista ampliada de las transitorios de corriente primera y segunda en la Figura 7. Las Figuras 7 y 9 muestran los transitorios de corriente resultantes al aplicar la forma de onda potencial que se muestra en la Figura 6. La descripción siguiente detalla cómo los transitorios de corriente se pueden convertir en una medida de glucosa precisa para la solución de prueba o solución de control, suponiendo que una tira de prueba tiene una cara opuesta o frente a disposición como se muestra en las Figuras 1A a 4B, y que una forma de onda potencial se aplica a la tira de prueba como se muestra en la Figura 6, una concentración de glucosa se puede calcular utilizando un algoritmo de glucosa como se muestra en la ecuación (Ec.) 1.
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En la ecuación 1, [G] es la concentración de glucosa, i1 es un primer valor de corriente, i2 es un segundo valor de corriente, y i3 es un tercer valor actual, y los términos p, Z, y a constantes de calibración empíricamente derivadas. Una derivación de la ecuación 1 se puede encontrar en una solicitud pendiente de EE.UU nº 11/240.797 (expediente judicial nº 104978-265; LFS-5073) que fue presentada el 30 de septiembre de 2005 y "MÉTODO Y APARATO PARA ANÁLISIS RÁPIDO ELECTROQUÍMICO". El valor de corriente i1, y segundo valor de corriente i2 se calculan a partir de la tercera transitorio de corriente y i3 se calculan a partir de la segunda transitorio de corriente. Un experto en la técnica apreciará que los nombres "primero", "segundo" y "tercero" se eligen por conveniencia y no reflejan necesariamente el orden en el que se calculan los valores actuales. Además, todos los valores actuales (por ejemplo, i1, i2 y i3) indicados en la Ec. 1 utilizan el valor absoluto de la corriente.
El término i1 se puede definir para que incluya los valores máximos de corriente de los transitorios de corriente segundo y tercero para permitir concentraciones de glucosa más precisas en presencia de interferentes como se muestra en la Ec. 2.
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apreciará que otros valores de la corriente pueden ser utilizados. El valor actual hacia el final del segundo transitorio de corriente puede ser elegido.
Durante el segundo intervalo de tiempo actual transitorio de corriente T2, mediador reducido se oxida en segundo electrodo 164. Los valores de corriente medidos durante el segundo intervalo de tiempo de transitorio de corriente T2 y se atribuyen a ferrocianuro generado por la capa reactiva 72 en un primer electrodo 166 que después difunde al segundo electrodo 164 y se oxidó. Se supone que la capa de reactivo 72 se mantiene cerca del primer electrodo 166 después de que se disuelva en la sangre haciendo que la mayor parte del ferrocianuro generado por la capa de reactivo 72 para también acercarse al primer electrodo 166. Una parte de este ferrocianuro generado puede difundir a segundo electrodo 164.
Para el numerador de la ecuación 5, se utilizó el valor actual en 4,15 segundos. Otros valores actuales del tercer transitorio de corriente pueden ser elegidos, se prefiere sin embargo el valor actual hacia el comienzo del tercera= transitorio de corriente. Durante el tercer transitorio de corriente de tiempo de intervalo T3, mediador reducido se oxida en primer electrodo 166. Los valores de corriente medidos durante el segundo intervalo de tiempo de transitorio de corriente T2 y se atribuyen a ferrocianuro generado por la capa reactiva 72 al primer electrodo 166. Por lo tanto, los valores actuales del tercer transitorio de corriente será más grande que el segundo transitorio de corriente porque la mayoría del ferrocianuro estará cerca del primer electrodo 166, porque el primer electrodo 166 se recubrió con la capa de reactivo 72. Además, el tercer transitorio de corriente también será más grande que el segundo transitorio de corriente porque se produce más tarde en la prueba de la glucosa, lo que permite que se genere más ferrocianuro. Por lo tanto, la proporción absoluta como se muestra en la Ec. 5 será mayor si la reacción de la glucosa aún está lejos de la terminación en el momento de la medición.
La Figura 10 es un gráfico que muestra una relación no lineal entre el % de sustrato consumido y el índice de reacción residual para las muestras de sangre que tiene varios niveles de hematocrito y de la solución de control (diamantes = 25% de sangre de hematocrito, cuadrados = 42% de sangre, triángulos = 60% sangre de hematocrito, x = solución de control). Este gráfico muestra que el índice de reacción residual es relativamente alto cuando el % de sustrato consumido es bajo y que el índice de reacción residual es relativamente bajo cuando el % de sustrato consumido es alto para un valor determinado tipo de muestra/hematocrito. El % de sustrato consumido se deriva a
partir de una relación de
imagen8, donde Co es la concentración de sustrato en la superficie del electrodo y YSI es la
concentración de sustrato usando una técnica de referencia estándar. El término Co se deriva utilizando la siguiente ecuación 6,
Eq. 6
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donde L es la distancia entre el primer electrodo 166 y el segundo electrodo 164, F es la constante de Faraday, A es el área del primer electrodo 166, y D es el coeficiente de difusión.
La Figura 11 un gráfico que muestra una relación entre un índice interferente y un índice de reacción residual para una pluralidad de muestras de sangre y muestras de solución de control. Mediante el trazado del índice interferente en el eje X y el índice de reacción residual en el eje Y, una segregación entre la sangre y la solución de control se puede observar. Una línea de la discriminación se puede extraer para determinar si la muestra es o bien la solución de control o de sangre. En esta realización, el índice de interferente es i(0,3)+i(0,35) y el índice de reacción
residual es .
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Cabe señalar que los tiempos (por ejemplo, 4,15, 3,8) en el que los valores actuales se seleccionaron para el índice de reacción residual, se han encontrado empíricamente. Se evaluó un gran número de relaciones de corriente por su capacidad para discriminar entre la sangre y muestras de solución de control. La relación que se muestra en la Ec. 5 se seleccionó debido a que se encontró que producía una separación significativa entre las muestras de solución de sangre y de control.
Una línea de la discriminación se deriva para permitir que el medidor de prueba determine si la muestra era de solución de control o de sangre. Para todas las muestras de la solución de control a prueba, el índice interferente se representó gráficamente frente al índice de reacción residual. A continuación, una línea se calculó mediante regresión lineal para muestras de solución de control. Después de calcular una ecuación para la línea, se calculó el sesgo perpendicular entre cada punto de datos y la línea. El sesgo perpendicular representa la distancia más corta entre el punto de datos y la línea en lugar de un sesgo vertical, que se calcula comúnmente. Una desviación estándar se determinó para todos los sesgos perpendiculares (SD). Por último, la línea se desplaza 3 unidades * SDperp hacia los puntos de datos para el grupo sanguíneo. La razón de este enfoque es que los datos del grupo de
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