ES2634896T3 - Métodos anti-error para mediciones electroquímicas de un analito, así como dispositivos, aparatos y sistemas que los incorporan - Google Patents

Abstract

Método anti-error de una medición electroquímica de un analito respecto de la interferencia de antioxidante, comprendiendo el método las etapas de: aplicar una secuencia de ensayo eléctrico a un biosensor electroquímico, comprendiendo el biosensor: un sistema de electrodos, un reactivo que incluye un mediador redox en comunicación eléctrica con el sistema de electrodos, y un receptáculo configurado para entrar en contacto con la muestra fluida proporcionada al biosensor, con una muestra fluida en contacto de fluidos con el reactivo, en el que la secuencia de ensayo comprende por lo menos un bloque de corriente directa (DC), en el que por lo menos un bloque DC incluye por lo menos un potencial de recuperación, y en el que una condición de circuito cerrado del sistema de electrodos se mantiene durante por lo menos el potencial de recuperación, medir la información de respuesta de corriente a la secuencia de ensayo, incluyendo información del potencial o potenciales de recuperación, y proporcionar un sistema anti-error de antioxidante estadístico que utiliza un clasificador o un discriminador para determinar si un antioxidante interfiere con la concentración de analito, en el que el sistema anti-error de antioxidante se basa en información de por lo menos un bloque DC que se relaciona con el mediador redox.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Metodos anti-error para mediciones electroqmmicas de un analito, asf como dispositivos, aparatos y sistemas que los incorporan

CAMPO TECNICO

La exposicion se refiere de manera general a los campos de la matematica y la medicina y, mas particularmente, se refiere a metodos de medicion electroqmmica de un analito en una muestra fluida y a proporcionar metodos antierror con antioxidante y/o a metodos anti-error sanitario de reactivos que evitan el informe erroneo de una concentracion de analito falsamente elevada debido a la interferencia de antioxidantes y/o fallos de los reactivos y que incluso corrige la concentracion del analito.

ANTECEDENTES

Pueden conseguirse beneficios significativos de la medicion electroqmmica de analitos en muestras fluidas (es decir, biologicas o ambientales). Por ejemplo, el tratamiento diabetico con dispositivos y sistemas de autocontrol de la glucosa en sangre (ACGS) contribuye a mejorar el control glucemico y a atenuar la morbilidad relacionada con la enfermedad. Por lo tanto, la exactitud de los dispositivos y sistemas de ACGS es importante para un control glucemico optimo.

Sin embargo, la exactitud de los presentes metodos de medicion electroqmmica de analitos tales como la glucosa puede verse influida negativamente por varios interferentes, entre ellos antioxidantes u otros agentes reductores. Debido a sus beneficios, existe un numero creciente de usos medicos, asf como de terapias no contempladas y procedimientos de medicina alternativa, en los que se administran megadosis de antioxidantes mediante inyeccion o por via intravenosa. Por ejemplo, los pacientes de quemadura se tratan con dosis parenterales de ascorbato, resultando en niveles en el plasma sangmneo de 40 mg/dl o superiores. Tambien existen terapias alternativas para el cancer que prescriben dosis mucho mayores, resultando en niveles de ascorbato de hasta 400 mg/dl. Desafortunadamente, las dosis elevadas de antioxidantes tales como el ascorbato pueden interferir con la respuesta electroqmmica de los dispositivos y sistemas de autocontrol de la glucosa en sangre (ACGS) y puede provocar que informen concentraciones de glucosa falsamente elevadas, presentando una desventaja significativa para el individuo con diabetes que esta recibiendo una terapia de antioxidantes. Espedficamente, en el caso de que un individuo se encuentre en un estado euglucemico pero responda a la concentracion de glucosa falsamente elevada mediante la administracion de insulina, ello podna resultar en hipoglucemia y/o en la muerte. La Food and Drug Administration sugiere que existe interferencia por ascorbato en algunos ensayos electroqmmicos incluso con 3 mg/dl de ascorbato.

Los metodos, dispositivos y sistemas de ACGS electroqmmicos actuales proporcionan a los individuos con diabetes ventajas de comodidad; sin embargo, sigue existiendo una necesidad de metodos mejorados para medir electroqmmicamente un analito en una muestra fluida con comprobaciones de calidad adicionales para la presencia de interfirientes, tales como un antioxidante, o para detectar un fallo del sistema de reactivos biosensores.

En el documento n° EP 2 042 865 A2 se describen metodos para distinguir entre una muestra acuosa que no es de sangre (por ejemplo una solucion de control) y una muestra de sangre. En un aspecto, el metodo incluye utilizar una tira de ensayo en la que se miden multiples corrientes transitorias con un medidor electricamente conectado a la tira de ensayo electroqmmico. Las corrientes transitorias se utilizan para determinar si la muestra es de sangre o es una muestra acuosa que no es de sangre basandose en por lo menos dos caractensticas (por ejemplo la cantidad de interfiriente presente y la cinetica de la reaccion). El metodo tambien puede calcular un criterio de discriminacion basandose en por lo menos dos caractensticas. Tambien se describen diversos aspectos de un sistema para distinguir entre una muestra de sangre y una muestra acuosa que no es de sangre.

En el documento n° US 2004/157339 A1 se describe un metodo para medir un analito en un lfquido biologico. El metodo comprende aplicar una senal de excitacion que presenta un componente DC y un componente AC. Se miden las respuestas AC y DC; se determina una respuesta DC corregida utilizando la respuesta AC y se determina una concentracion del analito basandose en la respuesta DC corregida. Se dan a conocer otros metodos y dispositivos.

El documento n° WO 03/060154 A2 describe sistemas y metodos para mejorar la selectividad y productividad de los sensores mediante tecnicas de procesamiento de senales digitales. Segun una realizacion ilustrativa, en un metodo electroqmmico para el seguimiento de un analito seleccionado en una muestra mixta con un analito interfiriente, se proporciona una mejora que incluye aplicar una forma de onda de estfmulo de potencial de gran amplitud a la muestra para generar una senal de corriente no lineal, y la resolucion de la contribucion de senal del analito seleccionado en la senal generada mediante un metodo de proyeccion de vectores con un vector del analito que comprende una pluralidad de partes reales e imaginarias de uno o mas coeficientes de Fourier en una o mas frecuencias de una senal de corriente de referencia para el analito seleccionado.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

BREVE DESCRIPCION RESUMIDA

En vista de las desventajas anteriormente indicadas, la exposicion describe metodos para detectar un interfiriente y en algunos casos detectar un error en una medicion electroqmmica de un analito que puede estar sesgado. Los metodos se basan en un concepto inventivo que incluye utilizar informacion derivado de una secuencia de ensayo que proporciona respuestas de corriente alterna (AC) y/o de corriente directa (DC) que pueden disenarse para proporcionar informacion espedfica sobre el impacto de un interfiriente, tal como un antioxidante que se encuentra presente en la muestra fluida en un mediador redox de un sistema de medicion de analitos electroqmmicos. Por ejemplo puede utilizarse informacion tal como la respuesta de corriente, la forma y/o magnitud de un pulso de excitacion y/o un pulso de recuperacion de un bloque de DC para el control de errores de resultados falsamente elevados debido a la interferencia de antioxidantes. En particular, los metodos utilizan informacion referente a un mediador redox derivado de por lo menos un bloque de DC para discriminar entre los niveles de antioxidante a los que el sesgo de prediccion del analito de un sistema electroqmmico es aceptable y los niveles de antioxidante a los que el sesgo de prediccion de analito es clmicamente inaceptable. Por lo tanto, los metodos ayudan a garantizar la seguridad del paciente. Espedficamente se ha encontrado que los antioxidantes pueden incrementar la cantidad de forma reducida de algunos mediadores redox, incrementando falsamente de esta manera la corriente detectada durante el analisis electroqmmico. Ademas, se ha encontrado que la informacion referente al estado del mediador redox durante el analisis electroqmmico puede utilizarse para detectar un fallo de una capa de reactivo. Por lo tanto, el concepto inventivo proporciona determinadas ventajas, efectos, caractensticas y objetivos en comparacion con metodos conocidos de medicion de una concentracion (o valor) de analito en una muestra fluida, atenuando de esta manera incidentes de informacion erronea de concentraciones de analito falsamente elevadas debido a fallos por antioxidantes y/o de reactivos.

En un aspecto, se proporciona un metodo de analisis electroqmmico para medir, determinar, calcular o de otro modo predecir la concentracion de un analito en una muestra fluida que presenta un antioxidante, en el que el metodo incluye un sistema de control de errores por antioxidantes, segun la reivindicacion 1. El metodo incluye las etapas de proporcionar una secuencia de ensayo de por lo menos un bloque de DC a la muestra fluida y medir la informacion de respuesta al mismo.

En algunos casos, la secuencia de ensayo puede incluir ademas por lo menos un bloque de AC. En otros casos, la secuencia de ensayo puede incluir ademas un segundo bloque de DC. En todavfa otros casos, la secuencia de ensayo incluye el bloque o bloques de AC, el bloque o bloques de DC y el segundo bloque de DC.

El bloque o bloques de DC es una forma de onda de excitacion pulsada continua (es decir, el potencial se aplica y se controla durante todo el bloque de DC en un circuito cerrado), contrastando con algunos metodos amperometricos pulsados que utilizan un circuito abierto entre pulsos de excitacion. El bloque de DC incluye una pluralidad de pulsos de excitacion de corta duracion y pulsos de recuperacion optimizados para detectar un analito tal como la glucosa, referida la optimizacion a la duracion del pulso, las transiciones graduales entre el pulso de excitacion y el pulso de recuperacion, el numero de respuestas de corriente medidas durante cada pulso y en donde en cada pulso se realizan las mediciones de respuesta de corriente. El bloque de DC puede ser de entre por lo menos un (1) pulso y aproximadamente diez (10) pulsos a un potencial que alterna entre aproximadamente 0 mV y aproximadamente +450 mV en un circuito cerrado. Cada pulso puede aplicarse durante aproximadamente 50 ms a aproximadamente 500 ms. Ademas, la tasa de incremento puede ser de entre aproximadamente 10 mV/ms y aproximadamente 50 mV/ms.

Alternativamente, el bloque o bloques de DC presenta una forma de onda de potencial bipolar de incremento lento (SRBP, por sus siglas en ingles) con intervalos que alternan o ciclan entre potenciales de entre aproximadamente - 450 mV y aproximadamente +450 mV en un circuito cerrado. Puede aplicarse cada intervalo durante aproximadamente 100 ms a aproximadamente 5 s. Ademas, la tasa de incremento puede ser de entre aproximadamente 0,500 mV/ms y < aproximadamente 45 mV/ms.

Al incluirlo, el bloque de AC puede ser una pluralidad de senales de AC de baja amplitud.

Ademas, el metodo incluye una etapa de provision de un sistema de control de errores estadfstico por antioxidantes que utiliza un clasificador o un discriminador.

En algunos casos, la informacion referente al estado del mediador redox es una cantidad de forma oxidada del mediador redox (M0x) y/o una cantidad de una forma reducida del mediador redox (Mred).

En algunos casos, el antioxidante es ascorbato, el analito es glucosa y el mediador redox es un mediador redox derivado de nitrosoanilina (NA), en el que Mox y Mred son quinonadiimina (QDI) y fenilendiamina (PDA), respectivamente. De esta manera, una respuesta de corriente a un bloque de DC que presenta una pluralidad de pulsos corresponded principalmente a la cantidad de PDA que es proporcional a la cantidad de glucosa presente. En contraste, una respuesta de corriente a un bloque de DC con una pluralidad de SRBP proporcionana informacion cuantitativa sobre los niveles de QDI, asf como de PDA.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

En otro aspecto, se proporciona un metodo de analisis electroqmmico para medir, determinar, calcular o de otro modo predecir la concentracion de un analito en una muestra fluida, en el que el metodo incluye un sistema de control de errores sanitario de una capa de reactivo, segun la reivindicacion 9. El metodo, tal como anteriormente, puede incluir una etapa de proporcionar una secuencia de ensayo de por lo menos un bloque de DC a la muestra fluida tal como se ha indicado anteriormente y medir la informacion de respuesta a la misma. Sin embargo, el sistema de control de errores sanitario de la capa de reactivo, incluye comprobar la simple existencia o ausencia de una especie Mox o una especie Mred como base para el sistema de control de errores sanitario de la capa de reactivo.

En cualquiera de los aspectos indicados anteriormente, en donde la medicion indica un potencial de sesgo clmicamente significativo, no se muestra la concentracion del analito y por el contrario se controlan los errores (es decir, no se informa) con un mensaje apropiado de sospecha de interferencia, fallo de la capa de reactivo o incluso un fallo general de biosensor.

En vista de lo anteriormente expuesto, se proporcionan dispositivos, aparatos y sistemas utilizados en relacion al analisis electroqmmico que incorporan uno o mas de los metodos de medicion dados a conocer en la presente memoria. Dichos dispositivos, aparatos y sistemas pueden utilizarse para determinar la concentracion de analitos, incluyendo, aunque sin limitarse a ellos, aminoacidos, anticuerpos, bacterias, carbohidratos, farmacos, lfpidos, marcadores, acidos nucleicos, peptidos, protemas, toxinas, virus y otros analitos, asf como combinaciones de los mismos, en presencia de un antioxidante. En algunos casos, el antioxidante es ascorbato y el analito es glucosa.

Estos y otras ventajas, efectos, caractensticas y objetivos del concepto de la invencion se entenderan mejor a partir de la descripcion, posteriormente. En la descripcion, se hace referencia a los dibujos adjuntos, que forman una parte de la presente memoria y en los que se muestran, a tttulo ilustrativo y no limitativo, realizaciones del concepto inventivo.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Las ventajas, efectos, caractensticas y objetivos diferentes de los indicados anteriormente resultaran facilmente evidentes al considerar la descripcion detallada, posteriormente. Dicha descripcion detallada hace referencia a los dibujos siguientes, en los que:

La FIG. 1 muestra una reaccion electroqmmica ejemplar y su ruta de transferencia de electrones a partir de un mediador redox derivado de NA a un electrodo de trabajo de un sistema de medicion de analitos ejemplar.

La FIG. 2 muestra un sistema de medicion de analitos ejemplar que incluye un medidor y un biosensor.

La FIG. 3 muestra una secuencia de ensayo ejemplar que puede utilizarse con un dispositivo, aparato o sistema de medicion de analitos.

La FIG. 4 es un grafico de resultados de ensayo ejemplares sin un sistema de control de errores por antioxidante (por ejemplo ascorbato).

La FIG. 5 es un grafico de resultados de ensayo ejemplares con un sistema de control de errores por antioxidante ascorbato.

La FIG. 6 muestra otra secuencia de ensayo ejemplar que puede utilizarse en un sistema de ensayo de analitos. La FIG. 7 muestra las respuestas de corriente a un potencial de DC pulsado para multiples muestras de ensayo con diferentes niveles de ascorbato.

La FIG. 8 muestra respuestas de corriente para un conjunto de muestras de sangre con niveles de ascorbato comprendidos entre 0 mg/dl y 400 mg/dl y un nivel de glucosa de 120 mg/dl.

La FIG. 9 muestra una vista mas detallada de una parte de la FIG. 8 que destaca un elemento QDI y un elemento PDA.

La FIG. 10 es un grafico de la corriente pico de QDI en nA vs. ascorbato de referencia en mg/dl.

La FIG. 11 es un grafico de la corriente pico de PDA en nA vs. ascorbato de referencia en mg/dl.

Aunque el concepto inventivo es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se muestran realizaciones ejemplares a tftulo de ejemplo en los dibujos y se describen en detalle en la presente memoria. Sin embargo, debe entenderse que la descripcion de las realizaciones ejemplares a continuacion no pretende limitar el concepto inventivo a las formas particulares dadas a conocer sino que, por el contrario, la intencion es cubrir la totalidad de las realizaciones comprendidas dentro del alcance de la invencion segun las reivindicaciones, posteriormente. Por lo tanto, debe hacerse referencia a las realizaciones descritas en la presente memoria y en las reivindicaciones, posteriormente, para la interpretacion del alcance del concepto inventivo. De esta manera, debe indicarse que las realizaciones descritas en la presente memoria pueden presentar ventajas, efectos, caractensticas y objetivos utiles en la resolucion de otros problemas.

DESCRIPCION DE REALIZACIONES EJEMPLARES

A continuacion en la presente memoria, se describen mas completamente los metodos, dispositivos, aparatos y sistemas haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunas, aunque no todas las realizaciones del concepto inventivo. En efecto, el concepto inventivo puede realizarse en muchas formas diferentes

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

y no debena interpretarse como limitado a las realizaciones indicadas en la presente memoria; por el contrario, dicha realizaciones se proporcionan de manera que la presente exposicion satisfaga los requisitos legales vigentes.

De manera similar, el experto en la materia a la que se refiere la exposicion podra concebir modificaciones y otras realizaciones de los metodos, dispositivos, aparatos y sistemas indicados en la presente memoria, beneficiandose de las ensenanzas presentadas en las descripciones anteriormente proporcionadas y los dibujos asociados. Por lo tanto, se entendera que el concepto inventivo no debe considerarse limitado a las realizaciones espedficas dadas a conocer y que las modificaciones y otras realizaciones se pretende que esten comprendidas dentro del alcance segun las reivindicaciones adjuntas. Aunque se utilizan terminos espedficos en la presente memoria, se utilizan en un sentido generico y descriptivo y no con fines limitativos.

A menos que se indique lo contrario, todos los terminos tecnicos y cientfficos utilizados en la presente memoria presentan los mismos significados entendidos comunmente por el experto en la materia a la que se refiere la presente exposicion. Aunque pueden utilizarse metodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente memoria en la practica o ensayo de los presentes metodos, dispositivos, aparatos y sistemas, se describen en la presente memoria los metodos y materiales preferentes.

Descripcion general

Se dan a conocer en la presente memoria metodos de medicion de analitos que utilizan informacion derivada de respuestas de corriente de AC y/o de DC para proporcionar una concentracion de analito de una manera fiable. En particular, los metodos utilizan informacion referente a un estado de un mediador redox obtenido de por lo menos un bloque de pulsos de DC para discriminar entre los niveles de antioxidante a los que el sesgo de prediccion del analito de un sistema electroqmmico es aceptable y los niveles de antioxidante a los que el sesgo de prediccion de analito es clmicamente inaceptable, resulta esencial para garantizar la seguridad del paciente. Por lo tanto, los metodos de medicion pueden utilizarse para reducir los efectos de interfirientes, tales como un antioxidante, sobre la medicion de la concentracion de un analito, proporcionando de esta manera una concentracion de analito mas «verdadera» o incluso evitando el informe de una concentracion de analito falsamente elevada.

En los ejemplos, posteriormente, se utiliza un mediador redox derivado de NA. Sin embargo, basandose en las ensenanzas generales en la presente memoria, el experto en la materia entendera como seleccionar diferencias de potencial apropiadas para los potenciales aplicados para regiones de excitacion de corriente limitada por difusion y regiones de recuperacion o corriente que no esta limitada por difusion basandose en un mediador redox seleccionado. En la presente memoria, la seleccion de entre aproximadamente +450 mV y aproximadamente 0 mV resulta apropiada para la excitacion y pulsos de recuperacion con mediadores redox derivados de NA. Se entiende que incluso para dichos mediadores redox derivados de NA, existen intervalos aceptables de potencial aplicado mas elevado para corriente limitada por difusion y, de manera similar, existen intervalos aceptables para el potencial de recuperacion aplicada. Por lo tanto, cada mediador redox presentara un potencial redox espedfico y cinetica de transferencia de electrones caractenstica del que el experto en la materia podra seleccionar las diferencias de potencial apropiadas para la excitacion o la recuperacion.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el "mediador redox derivado de nitrosoanilina" o "mediador redox derivado de NA» se refiere a un compuesto nitrosoanilina sustituido tal como se indica en, por ejemplo, la patente US n° 5.122.244. Un ejemplo de mediador redox derivado de NA es el hidrocloruro de N,N-bis(hidroxietil)-3-metoxi-4- nitrosoanilina. Entre otros ejemplos de mediadores redox derivados de NA se incluyen, aunque sin limitacion: 4,6- dinitro-2-nitrosoanilina, N'-bis-(2-hidroxietil)-p-nitrosoanilina, N,N'-dimetil-p-nitrosoanilina, N,N'-dietil-p-nitrosoanilina, N-metil-N'-(4-nitrosofenil)-piperazina, N-(2-hidroxietil)-5-nitrosoindolina, 2,4-dimetoxi-nitrosobenceno, N,N'-bis-(2- metoxietil)-4-nitrosoanilina, N-(4-nitrosofenil)-morfolina, N-(2,2-dietoxi-etil)N'-(4-nitrosofenil)-piperazina, p- nitrosofenol, 3-metoxi-4-nitrosofenol, N-(2-hidroxietil)-N'-p-nitrosofenil-piperazina, N,N-bis-(2-hidroxietil)-p- nitrosoanilina, o-metoxi-N,N-bis-(2-hidroxietil)]-p-nitrosoanilina, p-hidroxinitrosobenceno, N-metil-N'-(4-nitrosofenil)- piperazina, p-quinona dioxima, N,N-dimetil-p-nitrosoanilina, N,N-dietil-p-nitrosoanilina, N-(4-nitrosofenil)-morfolina, N- bencil-N-(5'-carboxipentil)-p-nitrosoanilina, N,N-dimetil-4-nitroso-l-naftilamina, N,N,3-trimetil-4-nitrosoanilina, N-(2- hidroxietil)-5-nitrosoindolina, N,N-bis-(2-hidroxietil)-3-cloro-4-nitrosoanilina, 2,4-dimetoxi-nitrosobenceno, N,N-bis-(2- metoxietil)-4-nitrosoanilina, 3-metoxi-4-nitrosofenol, N-(2-hidroxietil)-6-nitroso-1,2,3 tetrahidroquinolina, N,N-dimetil-3- cloro-4-nitrosoanilina, N,N-bis-(2-hidroxietil)-3-fluoro-4-nitrosoanilina, N,N-bis-(2-hidroxietil)-3-metiltio-4-nitrosoanilina, N-(2-hidroxietil)-N-(2-(2-metoxietoxi)-etil)-4-nitrosoanilina, N-(2-hidroxietil)-N-(3-metoxi-2-hidroxi-l-propil)-4-

nitrosoanilina, N-(2-hidroxietil)-N-(3-(2-hidroxietoxi)-2-hidroxi-l-propil)-4-nitrosoanilina, N-(2-hidroxietil)-N-(2-(2- hidroxietoxi)-etil)-4-nitrosoanilina, 3-(4'-cloro-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-dietilamino-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3- (4'etil-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-trifluorometil-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-metoxicarbonil-fenilimino)-3H- fenotiazina, 3-(4'-nitro-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-metoxi-fenilimino)-3H-fenotiazina, 7-acetil-3-(4'- metoxicarbonilfenilimino)-3H-fenotiazina, 7-trifluorometil-3-(4'-metoxicarbonilfenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-omega- carboxi-n-butil-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-aminometil-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-(2"-(5"-(p-aminofenil)- 1,3,4-oxadiazoil)fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-p-aminoetil-fenilimino)-3H-fenotiazina, 6-(4'-etilfenil)amino-3-(4'-etil- fenilimino)-3H-fenotiazina, 6-(4'-[2-(2-etanoloxi)etoxi]etoxifenil)amino-3-(4'-[2-(2-etanoloxi)etoxi]etoxi-fenilimino-3H- fenotiazina, 3-(4'-[2-(2-etanoloxi)etoxi]etoxi-fenilimino-3 H-fenotiazina, acido 3-(4'-fenilimino)-3H-fenotiazinaboronico, (3-(3',5'-dicarboxi-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(4'-carboxi-fenilimino)-3H-fenotiazina, 3-(3',5'-dicarboxi-fenilimino)-3H-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

fenoxazina, acido 3-(3',5'-fenilimino)-3H-fenotiazinadisulfonico, acido 3-(3-fenilimino)-3H-fenotiazinasulfonico y combinaciones de los mismos. Ver tambien las patentes US n° 5.122.244 y n° 5.286.362.

Tal como se utiliza en la presente memoria, «antioxidante» o «antioxidantes» se refiere a un compuesto o sustancia que puede evitar los danos causados por moleculas inestables, tales como radicales libres y especies de oxfgeno activo (es decir, evita los danos causados por la oxidacion por oxfgeno singlete, peroxido de hidrogeno, radical hidroxilo, etc.). Como agentes reductores los antioxidantes pueden ejercer sus efectos de dos maneras: (1) como antioxidantes de accion directa que inactivan los agentes oxidantes, tales como los radicales libres, y (2) como agentes indirectos que pueden modular la funcion, actividad o nivel de otros antioxidantes o mecanismos antioxidantes. Resultan de interes en la presente memoria los antioxidantes que reducen un mediador redox en un sistema enzimatico electroqmmico de medicion de analitos. Entre los ejemplos de antioxidantes utilizados tipicamente en un contexto clmico se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, ascorbato (tambien conocido como vitamina C o acido ascorbico), acido cttrico, deferoxamina (DFO), glutation, N-acetilcistema (NAC), ditiocarbamato de pirrolidina (PDTC), mesilato de trilizad (TLM) y acido urico.

La FIG. 1 muestra una reaccion electroqmmica ejemplar y una ruta de transferencia electronica de un mediador redox derivado de NA al electrodo de trabajo de un sistema de medicion de analitos ejemplar. La reaccion electroqmmica en la FIG. 1 puede producirse en un biosensor electroqmmico 20 en respuesta a un analito, tal como glucosa, en el que NA forma un intermediario que se convierte rapidamente en QDI y despues se reduce en PDA. Cada molecula de PDA puede oxidarse en el electrodo de trabajo liberando dos electrones, los cuales son detectados por el electrodo de trabajo, resultando tambien en la reformado dclico de QDL. El ascorbato, al ser un agente reductor eficaz, reacciona rapidamente con QDI, incrementando de esta manera la cantidad de PDA, resultando en la deteccion de una corriente mas alta en el electrodo de trabajo. Es esta corriente mas alta que se percibe la que se traduce en una concentracion de glucosa en sangre (Gs) falsamente elevada. El experto en la materia apreciara que un efecto similar puede ser provocado por cualquier interfiriente potencial que sea un agente reductor eficaz que reaccione rapidamente con QDI produciendo un exceso de PDA de esta manera. De manera general, una concentracion de Gs falsamente elevada puede resultar de cualquier interfiriente que resulte eficaz en la conversion rapida de Mox para producir una cantidad artificialmente elevada del Mred correspondiente.

Mas espedficamente y tal como se muestra en la FIG. 1, el mediador redox derivado de NA reacciona con una forma reducida de un enzima (por ejemplo la glucosa deshidrogenasa dependiente de la adenina dinucleotido (FAD- GDH) o la pirroloquinolina quinona glucosa deshidrogenasa (PQQ-GDH) que cataliza la oxidacion de la glucosa en presencia de un aceptor de electrones para producir un mediador redox derivado de NA reducido que experimenta rapidamente hidrolisis para formar QDL. A continuacion, QDL reacciona mediante una segunda reduccion enzimatica para formar PDA. Tal como anteriormente, cada molecula de PDA puede oxidarse liberando dos electrones, los cuales son detectados por el electrodo de trabajo, resultando tambien en el reformado dclico de QDI. Sin embargo, el ascorbato causa una corriente mas alta percibida mediante el incremento de la cantidad de PDA que seguidamente se traduce en una concentracion Gs falsamente elevada.

Sin embargo, debe entenderse que, aunque determinadas realizaciones ejemplares se refieren a biosensores que utilizan NA como el mediador redox, otras reacciones qmmicas en capa de reactivos y mediadores redox pueden utilizarse el mismo concepto inventivo que se describe en la presente memoria. Por lo tanto, se apreciara ademas que la reaccion electroqmmica de la FIG. 1 y la utilizacion de un mediador redox derivado de NA son ejemplos no limitativos y que los metodos, dispositivos, aparatos y sistemas dados a conocer en la presente memoria pueden utilizarse en relacion a una pluralidad de enzimas y diferentes mediadores redox.

Ventajosamente, los metodos de medicion proporcionan la capacidad de discriminar entre los niveles de antioxidantes a los que el sesgo en la prediccion del analito de un sistema electroqmmico resulta aceptable y los niveles de antioxidante a los que el sesgo en la prediccion con antioxidante resulta clmicamente inaceptable para garantizar la seguridad del paciente. Dichos metodos pueden proporcionar dicha funcionalidad sin necesidad de informacion que sea diferente de la utilizada para la prediccion del analito (por ejemplo la prediccion de la glucosa). En algunos casos, se utiliza un enfoque para discriminar los niveles de antioxidante que resultan en una estimacion del analito sesgada que es aceptable o es inaceptable desde el punto de vista clmico. Otros casos implementan esta capacidad en forma de metodos anti-error con antioxidante dentro del medidor ACGS. En el caso de que el sistema anti-error resulte activado, puede configurarse un medidor para proporcionar un codigo de error o un mensaje de error espedfico de interferencia de antioxidante en lugar de una concentracion de analito inexacta.

Por ejemplo, el sistema anti-error podna incluir mensajes directos, tales como: «Se ha detectado un nivel de antioxidante superior al aceptable para este ensayo de glucosa en sangre y de esta manera no puede informarse un valor de glucosa». Lo anterior podna resultar en un seguimiento por un profesional sanitario para determinar la causa y encontrar un analizador clmico adecuado que posiblemente no presente el sesgo debido al antioxidante.

Entre otros casos se incluyen un sistema anti-control de «salud de la capa de reactivos» o «salud de los reactivos qmmicos» para determinar si la capa de reactivos y el mediador redox del biosensor estan funcionando correctamente o si la capa de reactivos ha sido comprometida por cualquiera de entre varios interfirientes diferentes. De esta manera, el sistema anti-error podna incluir mensajes directos, tales como: «Se ha detectado un error de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

salud de la capa de reactivos en el biosensor por lo que no puede obtenerse un valor de glucosa» o «Se ha detectado un error de salud de los reactivos qmmicos en el biosensor por lo que no puede obtenerse un valor de glucosa». Lo anterior podna resultar en que el usuario seleccione un nuevo biosensor para repetir la medicion electroqmmica.

Tal como se utiliza en la presente memoria, «salud de la capa de reactivos» o «salud de los reactivos qmmicos» se refiere a la capacidad de un reactivo, mediador y/o precursor de mediador de un sistema de ensayo en contacto con una muestra de ensayo de proporcionar una respuesta electroqmmica deseada a una senal de ensayo aplicada que no resulte inaceptablemente impactada o alterada por cualquiera de entre una pluralidad de interfirientes conocidos o desconocidos.

Los metodos de medicion dados a conocer en la presente memoria utilizando principalmente la amperometna; sin embargo, se encuentra contemplado que los metodos puedan utilizarse con otros metodos de medicion electroqmmica (por ejemplo culombimetna, potenciometna o voltamperometna). Se dan a conocer datos adicionales sobre metodos de medicion electroqmmica ejemplares en, por ejemplo, las patentes US n° 4.008.448, 4.225.410, 4.233.029, 4.323.536, 4.891.319, 4.919.770, 4.963.814, 4.999.582, 4.999.632, 5.053.199, 5.108.564, 5.120.420,

5.122.244, 5.128.015, 5.243.516, 5.288.636, 5.352.351, 5.366.609, 5.385.846, 5.405.511, 5.413.690, 5.437.999,

5.438.271, 5.508.171, 5.526.111, 5.627.075, 5.628.890, 5.682.884, 5.727.548, 5.762.770, 5.858.691, 5.997.817,

6.004.441, 6.054.039, 6254736, 6.270.637, 6.645.368, 6.662.439, 7.073.246, 7.018.843, 7.018.848, 7.045.054,

7.115.362, 7.276.146, 7.276.147, 7.335.286, 7.338.639, 7.386.937, 7.390.667, 7.407.811, 7.429.865, 7.452.457,

7.488.601, 7.494.816, 7.545.148, 7.556.723, 7.569.126, 7.597.793, 7.638.033, 7.731.835, 7.751.864, 7.977.112,

7.981.363, 8.148.164, 8.298.828, 8.329.026, 8.377.707 y 8.420.404, asf como RE36268, RE42560, RE42924 y RE42953.

Ventajosamente, los metodos descritos en la presente memoria pueden incorporarse en dispositivos, aparatos y sistemas ACGS para informar mas exacta y rapidamente una concentracion de analito, tales como una concentracion de glucosa, especialmente una concentracion de glucosa en sangre.

Ademas, los metodos de medicion pueden implementarse utilizando algoritmos y procedimientos avanzados basados en microprocesadores que resultan en un rendimiento del sistema drasticamente mejorado. Dichos metodos de medicion ofrecen ademas flexibilidad y varios modos de crear algoritmos que pueden conseguir un rendimiento mejorado, tal como un rendimiento 10/10. Tal como se utiliza en la presente memoria, «rendimiento 10/10» se refiere a que un valor de Gs medido se encuentre dentro de aproximadamente ±10% del valor de Gs real para concentraciones de Gs >100 mg/dl y dentro de ±10 mg/dl del valor de Gs real para concentraciones de Gs <100 mg/dl.

Puede encontrarse informacion sobre metodos adicionales de medicion electroqmmica que pueden resultar utiles en la realizacion de los metodos dados a conocer en la presente memoria pueden encontrarse en las solicitudes de patente copresentadas y copendientes siguientes tituladas: «METODOS De ESCALADO DE DATOS UTILIZADOS PARA CONSTRUIR ALGORITMOS DE BIOSENSORES, ASf COMO DISPOSITIVOS, APARATOS Y SISTEMAS QUE LOS INCORPORAN», expediente de solicitud n° 31518; «METODOS DE MEDICION ELECTROQMMICA DE UN ANALITO CON UNA SECUENCIA DE ENSAYO QUE PRESENTA UN BLOQUE DE DC PULSADO, ASf COMO DISPOSITIVOS, APARATOS Y SISTEMAS QUE LOS INCORPORAN», expedientes de solicitud n° 31519 y n° 31521; «METODOS DE UTILIZACION DE INFORMACION DE PULSOS DE RECUPERACION EN MEDICIONES DE ANALITO ELECTROQMMICAS, ASf COMO DISPOSITIVOS, APARATOS Y SISTEMAS QUE LOS INCORPORAN», expediente n° 31522; «METODOS BASADOS EN DESCRIPTORES DE MEDICION ELECTROQMMICA DE UN ANALITO, ASf COMO DISPOSITIVOS, APARATOS Y SISTEMAS QUE LOS INCORPORAN», expediente n° 31523, y «METODOS DE DETECCION DE NIVELES ELEVADOS DE ANTIOXIDANTES DURANTE MEDICIONES ELECTROQMMICAS Y CONTROL DE ERRORES DE LA CONCENTRACION DE ANALITO DE LOS MISMOS, ASf COMO DISPOSITIVOS, APARATOS Y SISTEMAS QUE LOS INCORPORAN», expediente n° 31524.

Dispositivos, aparatos y sistemas de medicion de analitos

Anterior y en relacion a la descripcion de los metodos de medicion de la invencion, la FIG. 2 muestra un sistema ejemplar de medicion de analitos que incluye un dispositivo, tal como medidor de ensayo 11 acoplado operativamente a un biosensor electroqmmico 20 (tambien conocido como elemento de ensayo). El medidor 11 y el biosensor 20 son operables para determinar la concentracion de uno o mas analitos en una muestra fluida proporcionada al biosensor 20. En algunos casos, la muestra puede ser una muestra de lfquido corporal, tal como, por ejemplo, sangre completa, plasma, suero, orina o saliva. En otros casos, la muestra fluida puede ser otro tipo de muestra que debe someterse a ensayo para la presencia o la concentracion de uno o mas analitos electroqmmicamente reactivos, tales como una muestra ambiental acuosa.

En la FIG. 2, el biosensor 20 es una tira de ensayo de un solo uso insertada de manera que puede retirarse en una terminal de conexion 14 del medidor 11. En algunos casos, el biosensor 20 se configura como un elemento de ensayo de glucosa en sangre e incluye elementos y funcionalidades para medir electroqmmicamente la glucosa. En

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

otros casos, el biosensor 20 se configura para medir electroqmmicamente otro u otros analitos, tales como, por ejemplo, aminoacidos, anticuerpos, bacterias, carbohidratos, farmacos, lfpidos, marcadores, acidos nucleicos, peptidos, protemas, toxinas, virus y otros analitos.

El medidor 11 incluye una pantalla electronica 16 que se utiliza para mostrar diversos tipos de informacion al usuario, incluyendo la concentracion o concentraciones de analito u otros resultados de ensayo, y la interfaz de usuario 50 para recibir las entradas del usuario. El medidor 11 incluye ademas un microcontrolador y circuitena generadora y medidora de senales de ensayo asociada (no mostrada) que es operable para generar una senal de ensayo, para aplicar la senal al biosensor 20 y para medir una o mas respuestas del biosensor 20 a la senal de ensayo. En algunos casos, el medidor 11 puede configurarse como medidor de la glucosa en sangre e incluye elementos y funcionalidades del medidor ACCU-CHEK® AVIVA®, tal como se indica en el folleto "Accu-Chek® Aviva Blood Glucose Meter Owner's Booklet» (2007), partes del cual se dan a conocer en la patente US n° 6.645.368. En otros casos, el medidor 11 puede configurarse para medir electroqmmicamente otro u otros analitos, tales como, por ejemplo, aminoacidos, anticuerpos, bacterias, carbohidratos, farmacos, lfpidos, marcadores, acidos nucleicos, protemas, peptidos, toxinas, virus y otros analitos. Se da a conocer informacion adicional respecto a los medidores ejemplares configurados para la utilizacion con los metodos de medicion electroqmmicos en, por ejemplo las patentes US n° 4.720.372, 4.963.814, 4.999.582, 4.999.632, 5.243.516, 5.282.950, 5.366.609, 5.371.687, 5.379.214, 5.405.511, 5.438.271, 5.594.906, 6.134.504, 6.144.922, 6.413.213, 6.425.863, 6.635.167, 6.645.368, 6.787.109, 6.927.749, 6.945.955, 7.208.119, 7.291.107, 7.347.973, 7.569.126, 7.601.299, 7.638.095 y 8.431.408.

El experto en la materia entendera que los metodos de medicion indicados en la presente memoria pueden utilizarse en otros dispositivos, aparatos, sistemas y entornos de medicion, tales como, por ejemplo, sistemas de ensayo hospitalarios, sistemas de ensayo de laboratorio y otros.

Se entendera que el biosensor y el medidor pueden incluir atributos y elementos adicionales y/o alternativos ademas de, o en lugar de, los mostrados en la FIG. 2. Por ejemplo, el biosensor puede encontrarse en forma de una tira de ensayo electroqmmica desechable de un solo uso que presenta una forma sustancialmente rectangular. Se apreciara que los biosensores pueden incluir diferentes formas, tales como, por ejemplo, tiras de ensayo de diferentes configuraciones, dimensiones o formas, elementos de ensayo no tiras, elementos de ensayo desechables, elementos de ensayo reutilizables, micromatrices, dispositivos «lab-on-chip», biochips, biodiscos, los bio-cd u otros elementos de ensayo. En algunos casos, el biosensor puede incluir electrodos y reactivos adicionales, tales como, por ejemplo, un biosensor de ensayo dual para la deteccion de glucosa y cetonas. Ver, por ejemplo, las solicitudes de patente US n° 13/667,057 y n° 13/667,154. Se da a conocer informacion adicional sobre biosensores ejemplares configurados para la utilizacion con metodos de medicion electroqmmicos en, por ejemplo, las patentes US n° US 5.694.932, 5.762.770, 5.948.695, 5.975.153, 5.997.817, 6.001.239, 6.025.203, 6.162.639, 6.245.215, 6.271.045,

6.319.719, 6.406.672, 6.413.395, 6.428.664, 6.447.657, 6.451.264, 6.455.324, 6.488.828, 6.506.575, 6.540.890,

6.562.210, 6.582.573, 6.592.815, 6.627.057, 6.638.772, 6.755.949, 6.767.440, 6.780.296, 6.780.651, 6.814.843,

6.814.844, 6.858.433, 6.866.758, 7.008.799, 7.063.774, 7.238.534, 7.473.398, 7.476.827, 7.479.211, 7.510.643,

7.727.467, 7.780.827, 7.820.451, 7.867.369, 7.892.849, 8.180.423, 8.298.401, 8.329.026, asf como RE42560, RE42924 y RE42953.

Metodos de medicion

Metodos de medicion con sistema de control de antioxidante: Tal como se ha indicado anteriormente, los metodos de medicion descritos en la presente memoria se basan en el concepto inventivo que incluye utilizar informacion derivada de una secuencia de ensayo que presenta por lo menos un bloque de DC, en el que el bloque esta disenado para proporcionar informacion espedfica sobre el estado de un mediador redox durante el analisis electroqmmico. En particular, la informacion se refiere a elementos Mox y Mred (o incluso proporciones de los mismos) durante el analisis electroqmmico.

Los metodos generalmente incluyen aplicar a una muestra fluida, tal como un lfquido corporal, una secuencia de ensayo que presenta por lo menos un bloque de DC y medir las respuestas de corriente DC. Alternativamente, los metodos pueden incluir aplicar una secuencia de ensayo que tambien presenta un bloque de AC en conexion con por lo menos un bloque de DC y medir las respuestas de corriente AC y DC. La FIG. 3 muestra una secuencia de ensayo ejemplar que puede utilizarse en relacion a los ACGS y otros sistemas de ensayo. La secuencia de ensayo puede incluir dos bloques, en la que, por ejemplo, un bloque incluye senales de AC de baja amplitud seguido de un bloque de DC controlado.

En el caso de que sea parte de la secuencia de ensayo, el bloque de AC puede incluir una pluralidad de segmentos de AC, tales como, por ejemplo, entre aproximadamente 2 segmentos y aproximadamente 10 segmentos, entre aproximadamente 3 segmentos y aproximadamente 9 segmentos, entre aproximadamente 4 segmentos y aproximadamente 8 segmentos, entre aproximadamente 5 segmentos y aproximadamente 7 segmentos, o aproximadamente 6 segmentos. En otros casos, el bloque de AC puede incluir aproximadamente 2 segmentos, aproximadamente 3 segmentos, aproximadamente 4 segmentos, aproximadamente 5 segmentos, aproximadamente 6 segmentos, aproximadamente 7 segmentos, aproximadamente 8 segmentos, aproximadamente 9 segmentos o aproximadamente 10 segmentos. En todavfa otros casos, el bloque de AC puede presentar mas de 10 segmentos,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

es decir, aproximadamente 15 segmentos, aproximadamente 20 segmentos o aproximadamente 25 segmentos. En todavfa otros casos, el bloque de AC puede incluir 1 segmento, en el que el segmento presenta multiples senales de AC de baja frecuencia aplicadas simultaneamente.

El experto en la materia entendera que el numero de segmentos de AC se encontrara limitado por la complejidad de la respuesta, el intervalo de frecuencias asociado y el tiempo disponible para llevar a cabo las mediciones. Las frecuencias mas altas generalmente requieren una electronica de elevada anchura de banda y muestreo mas rapido, mientras que las frecuencias mas bajas requieren mas tiempo y tfpicamente son mas ruidosas. Por lo tanto, el maximo numero de segmentos sera un compromiso entre dichos parametros, seleccionando el recuento mmimo y el intervalo de frecuencias necesario para discriminar la muestra y el medio ambiente y/o los interfirientes de interes.

Tal como se utiliza en la presente memoria, «aproximadamente» se refiere a un intervalo estadfsticamente significativo de uno o mas valores, tal como una concentracion indicada, longitud, peso molecular, pH, potencial, marco temporal, temperatura, voltaje o volumen.

La frecuencia de cada senal en cada segmento del bloque de AC puede ser de entre 1 kHz y 20 kHz, de entre aproximadamente 2 kHz y aproximadamente 19 kHz, de entre aproximadamente 3 kHz y aproximadamente 18 kHz, de entre aproximadamente 4 kHz y aproximadamente 17 kHz, de entre aproximadamente 5 kHz y aproximadamente 16 kHz, de entre aproximadamente 6 kHz y aproximadamente 15 kHz, de entre aproximadamente 7 kHz y aproximadamente 14 kHz, de entre aproximadamente 8 kHz y aproximadamente 13 kHz, de entre aproximadamente 9 kHz y aproximadamente 12 kHz o de entre aproximadamente 10 kHz y aproximadamente 11 kHz. En otros casos, la frecuencia de cada segmento en el bloque de AC puede ser de aproximadamente 1 kHz, de aproximadamente 2 kHz, de aproximadamente 3 kHz, de aproximadamente 4 kHz, de aproximadamente 5 kHz, de aproximadamente 6 kHz, de aproximadamente 7 kHz, de aproximadamente 8 kHz, de aproximadamente 9 kHz y aproximadamente 10 kHz, de aproximadamente 11 kHz, de aproximadamente 12 kHz, de aproximadamente 13 kHz, de aproximadamente 14 kHz, de aproximadamente 15 kHz, de aproximadamente 16 kHz, de aproximadamente 17 kHz, de aproximadamente 18 kHz, de aproximadamente 19 kHz o aproximadamente 20 kHz. En todavfa otros casos, la frecuencia de cada senal en cada segmento del bloque de AC puede ser superior a 20 kHz, es decir, de aproximadamente 30 kHz, de aproximadamente 40 kHz o de aproximadamente 50 kHz. En algunos casos, uno o mas de los segmentos pueden presentar la misma frecuencia, mientras que en otros casos cada segmento presenta una frecuencia diferente de la de otros segmentos. Sin embargo, cuatro frecuencias generalmente resultan inadecuadas. Las frecuencias exactas utilizadas pueden generarse facilmente mediante simple division por un numero entero de una frecuencia maxima del reloj del sistema de medicion.

Un lfmite de frecuencia maxima para una senal en un segmento del bloque de AC, sin embargo, puede ser de hasta 100 kHz para un instrumento manual alimentado por batena economico. Mas alla de lo anterior, se acumulan rapidamente crecientes demandas de anchura de banda analogica, tasa de muestreo, capacidad de almacenamiento y velocidad de procesamiento, mientras que la parte imaginaria de un respuesta de biosensor tfpica se vuelve crecientemente mas pequena con la frecuencia. Las frecuencias mas bajas presentan periodos mas largos y tardan mas tiempo en muestrearse con exactitud comparable.

El bloque de AC tfpicamente incluye por lo menos dos senales de baja amplitud diferentes. Por ejemplo, el bloque de AC puede incluir dos (2) segmentos a dos (2) frecuencias, tales como, por ejemplo, 10 kHz o 20 kHz, seguido de 1 kHz o 2 Khz. En otros casos, el bloque de AC incluye una pluralidad de senales de baja amplitud. Por ejemplo, el bloque de AC puede presentar cinco (5) segmentos a cuatro (4) frecuencias, tales como, por ejemplo, 10 kHz, 20 kHz, 10 kHz, 2 kHz y 1 kHz. Alternativamente, el bloque de AC puede presentar cuatro (4) segmentos a cuatro (4) frecuencias, tales como, por ejemplo, aproximadamente 20 kHz, aproximadamente 10 kHz, aproximadamente 2 kHz y aproximadamente 1 kHz. Alternativamente, el bloque de AC puede presentar cuatro (4) frecuencias aplicadas simultaneamente a aproximadamente 10 kHz, aproximadamente 20 kHz, aproximadamente 10 kHz, aproximadamente 2 kHz y aproximadamente 1 kHz. Todavfa alternativamente, el bloque de AC puede presentar una forma de onda de excitacion multifrecuencia que aplica simultaneamente las senales de AC de baja amplitud deseadas. Las frecuencias de AC pueden aplicarse secuencialmente o combinarse y aplicarse simultaneamente y analizarse mediante transformadas de Fourier.

El bloque de AC puede aplicarse durante 500 ms a 1,5 s, 600 ms a 1,25 s, 700 ms a 1 s u 800 ms a 900 ms. Alternativamente, el bloque de AC puede aplicarse durante 500 ms, 600 ms, 700 ms, 800 ms, 900 ms, 1 s, 1,25 s o 1,5 s. En particular, el bloque de AC se aplica durante 100 a 300 ms.

Sin embargo, el experto en la materia entendera puede modificarse el numero, frecuencia, duracion y orden de los segmentos de AC.

La informacion de respuesta de corriente AC puede obtenerse en cualquier tiempo durante una secuencia de ensayo. Los resultados de impedancia a frecuencias mas bajas pueden verse influidos por la concentracion del analito en el caso de que se obtengan tras la polarizacion de DC de una celda electroqmmica. En algunos casos, puede obtenerse una serie de mediciones de respuesta de corriente de AC pronto en la secuencia de ensayo. Las mediciones realizadas poco despues de aplicar una muestra fluida a un biosensor resultaran influidas por la difusion,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

la temperatura y la solubilidad del reactivo. En otros casos, las mediciones de respuesta de corriente AC pueden obtenerse un tiempo suficiente despues de aplicar una muestra adecuada a fin de permitir la estabilizacion de la respuesta y evitar la respuesta transitoria en el primer segundo. De manera similar, las mediciones de corriente de respuesta pueden realizarse en una o mas frecuencias. Debido a su naturaleza capacitiva, las multiples mediciones de AC separadas por una octava o decada de frecuencias pueden ofrecer diferentes sensibilidades o una manipulacion mas sencilla.

Se da a conocer informacion adicional sobre bloques de AC ejemplares en metodos de medicion electroqmmica en, por ejemplo, las patentes US n° 7.338.639, 7.390.667, 7.407.811, 7.417.811, 7.452.457, 7.488.601, 7.494.816, 7.597.793, 7.638.033, 7.751.864, 7.977.112, 7.981.363, 8.148.164, 8.298.828, 8.377.707 y 8.420.404.

Con respecto a por lo menos un bloque de DC, puede incluir una diferencia de potencial aplicada constantemente que alterne entre aproximadamente 0 mV y una diferencia de potencial positiva predeterminada, u otra diferencia de potencial de variacion lenta en el tiempo que pueda analizarse mediante metodos electroqmmicos de DC tradicionales. Sin embargo, el experto en la materia entendera que el intervalo para la diferencia de potencial aplicada podna variar, y ciertamente variara, dependiendo del analito y reaccion qmmica de reactivo utilizados.

El bloque de DC puede incluir una pluralidad de pulsos, tales como, por ejemplo entre 2 y 10 pulsos, entre 3 y 9 pulsos, entre 4 y 8 pulsos, entre 5 y 7 pulsos, o 6 pulsos. En otros casos, el bloque de DC puede incluir 2 pulsos, 3 pulsos, 4 pulsos, 5 pulsos, 6 pulsos, 7 pulsos, 8 pulsos, 9 pulsos o 10 pulsos. En todavfa otros casos, el bloque de DC puede presentar mas de 10 pulsos, es decir, aproximadamente 15 pulsos, aproximadamente 20 pulsos o aproximadamente 25 pulsos. Tal como se utiliza en la presente memoria, «pulso» se refiere a por lo menos un periodo de excitacion y/o de recuperacion. Sin embargo, el numero de pulsos tipicamente se encuentra limitado por el tiempo disponible para la secuencia de ensayo. Las duraciones mas cortas sondean mas lejos de la superficie del electrodo e incrementan la sensibilidad al grosor del reactivo y a modificadores de la difusion.

El potencial de cada pulso en el bloque de DC puede ser de entre 0 y 450 mV, de entre aproximadamente 10 mV y aproximadamente 425 mV, de entre aproximadamente 15 mV y aproximadamente 400 mV, de entre

aproximadamente 20 mV y aproximadamente 375 mV, de entre aproximadamente 25 mV y aproximadamente 350 mV, de entre aproximadamente 30 mV y aproximadamente 325 mV, de entre aproximadamente 35 mV y

aproximadamente 300 mV, de entre aproximadamente 40 mV y aproximadamente 275 mV, de entre

aproximadamente 45 mV y aproximadamente 250 mV, de entre aproximadamente 50 mV y aproximadamente 225 mV, de entre aproximadamente 75 mV y aproximadamente 200 mV, de entre aproximadamente 100 mV y aproximadamente 175 mV o de entre aproximadamente 125 mV y aproximadamente 150 mV. En otros casos, el potencial de cada pulso en el bloque de DC puede ser de aproximadamente 1 mV, de aproximadamente 10 mV, de aproximadamente 15 mV, de aproximadamente 20 mV, de aproximadamente 25 mV, de aproximadamente 30 mV, de aproximadamente 35 mV, de aproximadamente 40 mV, de aproximadamente 45 mV, de aproximadamente 50 mV, de aproximadamente 60 mV, de aproximadamente 70 mV, de aproximadamente 80 mV, de aproximadamente 90 mV, de aproximadamente 100 mV, de aproximadamente 110 mV, de aproximadamente 120 mV, de aproximadamente 130 mV, de aproximadamente 140 mV, de aproximadamente 150 mV, de aproximadamente 160 mV, de aproximadamente 170 mV, de aproximadamente 180 mV, de aproximadamente 190 mV, de

aproximadamente 200 mV, de aproximadamente 210 mV, de aproximadamente 220 mV, de aproximadamente 230 mV, de aproximadamente 240 mV, de aproximadamente 250 mV, de aproximadamente 260 mV, de

aproximadamente 270 mV, de aproximadamente 280 mV, de aproximadamente 290 mV, de aproximadamente 300 mV, de aproximadamente 310 mV, de aproximadamente 320 mV, de aproximadamente 330 mV, de

aproximadamente 340 mV, de aproximadamente 350 mV, de aproximadamente 360 mV, de aproximadamente 370 mV, de aproximadamente 380 mV, de aproximadamente 390 mV, de aproximadamente 400 mV, de

aproximadamente 410 mV, de aproximadamente 420 mV, de aproximadamente 430 mV, de aproximadamente 440 mV o de aproximadamente 450 mV. En todavfa otros casos, el potencial de cada pulso del bloque de DC puede ser superior a 450 mV, es decir, de 475 mV, 500 mV, 525 mV, 550 mV, 575 mV, 600 mV, 625 mV, 650 mV, 675 mV, 700 mV, 725 mV o 750 mV. En todavfa otros casos, el potencial del pulso de excitacion puede ser superior a, inferior a o igual a +450 mV. En algunos casos, uno o mas de los pulsos pueden presentar el mismo potencial, mientras que en otros casos cada pulso presenta un potencial diferente de los demas pulsos.

Tal como se ha indicado anteriormente, el potencial de DC aplicado puede fijarse en aproximadamente 0 mV entre pulsos de excitacion para proporcionar un pulso de recuperacion, convirtiendolo en una forma de onda de excitacion generalmente continua. Lo anterior contraste con una secuencia de senal de ensayo de las tecnicas conocidas, que prescriben la utilizacion de un circuito abierto entre los pulsos de DC positivos, excluyendo de esta manera la posibilidad de recoger y analizar la corriente entre pulsos positivos.

Con independencia del numero, cada pulso de DC puede aplicarse durante 50 a 500 ms, durante aproximadamente 60 a aproximadamente 450 ms, durante aproximadamente 70 ms a aproximadamente 400 ms, durante aproximadamente 80 ms a aproximadamente 350 ms, durante aproximadamente 90 ms a aproximadamente 300 ms, durante aproximadamente 100 ms a aproximadamente 250 ms, durante aproximadamente 150 ms a aproximadamente 200 ms o durante aproximadamente 175 ms. Alternativamente, cada pulso puede aplicarse durante aproximadamente 50 ms, aproximadamente 60 ms, aproximadamente 70 ms, aproximadamente 80 ms,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

aproximadamente 90 ms, aproximadamente 100 ms, aproximadamente 125 ms, aproximadamente 150 ms,

aproximadamente 175 ms, aproximadamente 200 ms, aproximadamente 225 ms, aproximadamente 250 ms,

aproximadamente 275 ms, aproximadamente 300 ms, aproximadamente 325 ms, aproximadamente 350 ms,

aproximadamente 375 ms, aproximadamente 400 ms, aproximadamente 425 ms, aproximadamente 450 ms,

aproximadamente 475 ms, o aproximadamente 500 ms, En particular, cada pulso de DC a +450 mV puede aplicarse durante aproximadamente 250 ms, y cada pulso de DC a 0 mV puede aplicarse durante aproximadamente 500 ms. Todavfa alternativamente, cada pulso puede aplicarse durante menos de aproximadamente e50 ms o durante mas de aproximadamente 500 ms. La duracion debe ser suficientemente larga o el inicio suficientemente suave para evitar corrientes de carga. Con independencia de lo anterior, la duracion del pulso debe aplicarse durante suficiente tiempo para permitir un rechazo razonable del ruido de 50/60 Hz. Ademas, el tiempo entre pulsos idealmente es suficientemente largo para permitir que la celda electroqmmica se descargue y vuelva a encontrarse en un estado proximo a su estado pre-pulso. Ademas, el potencial operativo dependera del mediador y del sistema de medicion. Los ejemplos en la presente memoria demuestran la prueba de concepto con un mediador redox derivado de NA.

Generalmente, la tasa de incremento de cada pulso de DC se selecciona para proporcionar una reduccion de aproximadamente 50% o superior en la corriente pico respecto a la corriente pico proporcionada por una transicion de potencial practicamente ideal. En algunos casos, cada pulso puede presentar la misma tasa de incremento. En otros casos, algunos pulsos pueden presentar la misma tasa de incremento y otros pulsos pueden presentar una tasa de incremento diferente. En todavfa otros casos, cada pulso presentar su propia tasa de incremento. Por ejemplo, las tasas de incremento eficaces pueden ser de entre 5 mV/ms y 75 mV/ms o de entre aproximadamente 10 mV/ms y aproximadamente 50 mV/ms, de entre 15 mV/ms y aproximadamente 25 mV/ms o de aproximadamente 20 mV/ms. Alternativamente, la tasa de incremento puede ser de aproximadamente 5 mV/ms, aproximadamente 10 mV/ms, aproximadamente 15 mV/ms, aproximadamente 20 mV/ms, aproximadamente 25 mV/ms, aproximadamente 30 mV/ms, aproximadamente 35 mV/ms, aproximadamente 40 mV/ms, aproximadamente 45 mV/ms, aproximadamente 50 mV/ms, aproximadamente 55 mV/ms, aproximadamente 60 mV/ms, aproximadamente 65 mV/ms, aproximadamente 70 mV/ms o aproximadamente 75 mV/ms. En particular, la tasa de incremento puede ser de entre 40 mV/ms y 50 mV/ms.

Para determinar el potencial de excitacion para un mediador redox dado, puede representarse graficamente la corriente medida un tiempo fijado despues de aplicar un salto de potencial seleccionado del electrodo de trabajo/contraelectrodo (WE-CE, por sus siglas en ingles) (por ejemplo 3,5 s). En cualquier caso, el experto en la materia intentara operar de manera comoda en una meseta de potencial de corriente. Sin embargo, los potenciales mas altos no son siempre mejores ya que pueden invitar a otras reacciones (es decir, reacciones interfirientes) que podnan contribuir indeseablemente a la medicion de analito de interes.

En algunos casos, la secuencia de ensayo incluye un unico bloque de DC, mientras que en otros casos, la secuencia de ensayo incluye dos o mas bloques de DC.

Un bloque de DC ejemplar puede alternar (es decir, pulsar) entre 0 mV y +450 mV (en modo biamperometrico).

Al igual que para el bloque de AC, el experto en la materia entendera que pueden modificarse el numero, potencial, duracion y orden de los pulsos de DC.

En los metodos, puede obtenerse (es decir, medirse o registrarse) la informacion de corriente de respuesta AC y/o DC a razon de 2000/s a 200.000/s, a aproximadamente 3.000/s a aproximadamente 190.000/s, a aproximadamente 4.000/s a aproximadamente 180.000/s, a aproximadamente 5.000/s a aproximadamente 170.000, a aproximadamente 6.000/s a aproximadamente 160.000/s, a aproximadamente 7.000/s a aproximadamente 150.000/s, a aproximadamente 8.000/s a aproximadamente 140.000/s, a aproximadamente 9.000/s a aproximadamente 130.000/s, a aproximadamente 10.000/s a aproximadamente 120.000/s, a aproximadamente 15.000/s a aproximadamente 110.000/s, a aproximadamente 20.000/s a aproximadamente 100.000/s, a aproximadamente 30.000/s a aproximadamente 90.000/s, a aproximadamente 40.000/s a aproximadamente 80.000/s, a aproximadamente 50.000/s a aproximadamente 70.000/s o a aproximadamente 60.000/s. En algunos casos, la informacion de corriente de respuesta de AC y/o de DC puede obtenerse a aproximadamente 100/s a aproximadamente 200/s, a aproximadamente 200/s a aproximadamente 300/s, a aproximadamente 300/s a

aproximadamente 400/s, a aproximadamente 400/s a aproximadamente 500/s, a aproximadamente 500/s a

aproximadamente 600/s, a aproximadamente 600/s a aproximadamente 700/s, a aproximadamente 700/s a

aproximadamente 800/s, a aproximadamente 800/s a aproximadamente 900/s, a aproximadamente 1.000/s a

aproximadamente 1.500/s, a aproximadamente 1.500/s a aproximadamente 2.000/s, a aproximadamente 2.000/s a

aproximadamente 2.500/s, a aproximadamente 2.500/s a aproximadamente 3.000/s, a aproximadamente 3.000/s a

aproximadamente 3.500/s, a aproximadamente 3.500/s a aproximadamente 4.000/s, a aproximadamente 4.000/s a

aproximadamente 4.500/s, a aproximadamente 4.500/s a aproximadamente 5.000/s, a aproximadamente 5.000/s a

aproximadamente 5.500/s, a aproximadamente 5.500/s a aproximadamente 6.000/s, a aproximadamente 6.000/s a

aproximadamente 6.500/s, a aproximadamente 6.500 a aproximadamente 7.000/s, a aproximadamente 7.000/s a aproximadamente 7.500/s, a aproximadamente 7.500/s a aproximadamente 8.000/s, a aproximadamente 8.000/s a aproximadamente 8.500/s, a aproximadamente 8.500 a aproximadamente 9.000/s, a aproximadamente 9.000/s a aproximadamente 9.500/s, a aproximadamente 9.500/s a aproximadamente 10.000/s, a aproximadamente 10.000/s

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

a aproximadamente 20.000/s, a aproximadamente 20.000/s a aproximadamente 30.000/s, a aproximadamente 30.000/s a aproximadamente 40.000/s, a aproximadamente 40.000/s a aproximadamente 50.000/s, a

aproximadamente 50.000/s a aproximadamente 60.000/s, a aproximadamente 60.000/s a aproximadamente 70.000/s, a aproximadamente 70.000/s a aproximadamente 80.000/s, a aproximadamente 80.000/s a

aproximadamente 90.000/s, a aproximadamente 90.000/s a aproximadamente l00.000/s, a aproximadamente 100.000/s a aproximadamente 110.000/s, a aproximadamente 110.000/s a aproximadamente 120.000/s, a

aproximadamente 120.000/s a aproximadamente 130.000/s, a aproximadamente 130.000/s a aproximadamente 140.000/s, a aproximadamente 140.000/s a aproximadamente 150.000/s, a aproximadamente 150.000/s a

aproximadamente 160.000/s, a aproximadamente 160.000/s a aproximadamente 170.000/s, a aproximadamente 170.000/s a aproximadamente 180.000/s, a aproximadamente 180.000/s a aproximadamente 190.000/s o a aproximadamente 200.000/s. En otros casos, la informacion de corriente de respuesta de AC y/o de DC puede obtenerse hasta a aproximadamente 100/s, aproximadamente 200/s, aproximadamente 300/s, aproximadamente 400/s, aproximadamente 500/s, 600/s, aproximadamente 700/s, aproximadamente 800/s, aproximadamente 900/s, aproximadamente 1.000/s, aproximadamente 1.250/s, aproximadamente 1.500/s, aproximadamente 1.750/s,

aproximadamente 2.000/s, aproximadamente 2.225/s, aproximadamente 2.500/s, aproximadamente 2.750/s,

aproximadamente 3.000/s, aproximadamente 3.250/s, aproximadamente 3.500/s, aproximadamente 3.750/s,

aproximadamente 4.000/s, aproximadamente 4.250/s, aproximadamente 4.500/s, aproximadamente 4.750/s,

aproximadamente 5.000/s, aproximadamente 5,250/s, aproximadamente 5,500/s, aproximadamente 5.750/s,

aproximadamente 6.000/s, aproximadamente 6.250/s, aproximadamente 6,500, aproximadamente 7.000/s,

aproximadamente 7.250/s, aproximadamente 7.500/s, aproximadamente 7.750/s, aproximadamente 8.000/s,

aproximadamente 8.250/s, aproximadamente 8.500/s, aproximadamente 8.750, aproximadamente 9.000/s,

aproximadamente 9.250/s, aproximadamente 9.00/s, aproximadamente 9.750/s, aproximadamente 10.000/s, aproximadamente 15.000/s, aproximadamente 20.000/s, aproximadamente 25.000/s, aproximadamente 30.000/s,

aproximadamente 35.000/s, aproximadamente 40.000/s, aproximadamente 45.000/s, aproximadamente 50.000/s,

aproximadamente 55.000/s, aproximadamente 60.000/s, aproximadamente 65.000/s, aproximadamente 70.000/s,

aproximadamente 75.000/s, aproximadamente 80.000/s, aproximadamente 85.000/s, aproximadamente 90.000/s,

aproximadamente 95.000/s, aproximadamente 100.000/s, aproximadamente 105.000/s, aproximadamente 110.000/s, aproximadamente 115.000/s, aproximadamente 120.000/s, aproximadamente 125.000/s, aproximadamente 130.000/s, aproximadamente 135.000/s, aproximadamente 140.000/s, aproximadamente 145.000/s, aproximadamente 150.000/s, aproximadamente 155.000/s, aproximadamente 160.000/s, aproximadamente 165.000/s, aproximadamente 170.000/s, aproximadamente 175.000/s, aproximadamente 180.000/s, aproximadamente 185.000/s, aproximadamente 190.000/s, aproximadamente 195.000 o a aproximadamente 200.000/s. En todavfa otros casos, la informacion de corriente de respuesta de AC y/o de DC puede obtenerse a mas de 200.000/s.

La informacion de corriente de respuesta de AC y/o de DC puede recogerse de la secuencia de ensayo e incluye respuestas de corriente a los bloques de AC y de DC. En algunos casos, la informacion de corriente de respuesta puede recogerse a una tasa de muestreo A/D para las mediciones de DC y de AC para simplificar el diseno del sistema, incluyendo una unica ruta de senales compartida para las mediciones de AC y de DC. El intervalo de tasas de muestreo de audio digital incluye, aunque sin limitacion, entre aproximadamente 44,1 kHz y aproximadamente 192 kHz. Los conversores de A/D en dicho intervalo se encuentran facilmente disponibles de una diversidad de proveedores comerciales de semiconductores.

La informacion de corriente de respuesta (por ejemplo la duracion, la forma y/o la magnitud) al bloque de AC puede utilizarse para determinar los valores de admitancia y de fase u otros parametros complejos tal como se indica en mayor detalle posteriormente. La informacion de respuesta de corriente a dicho bloque de DC puede utilizarse para medir un analito, tal como la glucosa u otro analito sometido a analisis mediante tecnicas de oxidacion/reduccion. Ademas, tambien puede utilizarse la informacion de respuesta de corriente para examinar efectos del Hc y de la temperatura sobre la concentracion del analito.

En algunos casos, el bloque de AC puede aplicarse antes de por lo menos un bloque de DC, despues de por lo

menos un bloque de DC o intercalo entre los mismos. Alternativamente, el bloque de AC se aplica antes de la

secuencia o secuencias de DC.

De esta manera, una secuencia de ensayo ejemplar puede incluir: (1) un bloque de AC de una pluralidad de senales de AC de baja amplitud, y (2) un bloque de DC de pulsos de aproximadamente +450 mV de corta duracion (por ejemplo aproximadamente 50 a 500 ms) separados por pulsos de recuperacion de duracion similarmente corta (por ejemplo de aproximadamente 50 a 500 ms) durante los que se aplica un circuito cerrado de potencial de recuperacion de aproximadamente 0 mV.

En los metodos, se aplica un circuito cerrado, potencial de DC de aproximadamente 0 mV, para proporcionar un pulso de recuperacion, convirtiendolo de esta manera en un perfil de potencial de excitacion continuo. Lo anterior contrasta con la utilizacion de un circuito abierto entre pulsos de DC no iguales a cero. La utilizacion de un pulso de recuperacion permite la recoleccion y analisis de respuestas de corriente durante la duracion de los pulsos de

recuperacion ademas de la informacion de respuesta de corriente durante los pulsos no iguales a cero. El pulso de

recuperacion puede verse como un periodo de recuperacion adecuadamente prolongado en el que por lo menos

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

parte de la reaccion electroqmmica con un analito, tal como la glucosa, ha sido desactivada, permitiendo de esta manera que el sistema vuelva a un punto inicial comun antes de la posterior interrogacion con otro pulso no igual a cero.

Tras recoger la informacion de respuesta, los metodos incluyen proporcionar un sistema anti-error de antioxidante estadfstico utilizando un clasificador o un discriminador que distingue entre muestras que contienen niveles de antioxidante con menos de una concentracion predeterminada de muestras que presentan niveles de antioxidante que son superiores a la concentracion predeterminada. La funcionalidad del sistema anti-error puede utilizarse con un sistema electroqmmico que puede proporcionar caractensticas de impedancia de la celda y mediciones amperometricas pulsadas que son unipolares o bipolares. Tambien puede utilizarse en sistemas electroqmmicos en los que la celda electroqmmica se excita simultaneamente con frecuencias de banda ancha y pulsado de DC de forma unipolar o bipolar. La funcion anti-error puede utilizarse en relacion a sistemas de ensayo configurados para determinar la concentracion de varios analitos diferentes. En algunos casos, el sistema anti-error puede utilizarse conjuntamente con un sistema de ensayo de glucosa, tal como un sistema ACGS. En el caso de que el sistema antierror identifique que la muestra presenta un nivel de antioxidante seguro al que la concentracion de glucosa calculada sena fiable, puede presentarse al usuario la concentracion de glucosa calculada. En caso contrario, al usuario se le puede presentar un codigo de error que indica que el nivel de antioxidante u otro interfiriente excede un umbral al que puede proporcionarse una concentracion de glucosa fiable. Por ejemplo, el umbral predeterminado para el ascorbato en una muestra puede ser de aproximadamente 3 mg/dl o superior, de aproximadamente 4 mg/dl o superior, de aproximadamente 5 mg/dl o superior, de aproximadamente 6 mg/dl o superior, de aproximadamente 7 mg/dl o superior, de aproximadamente 8 mg/dl o superior, de aproximadamente 9 mg/dl o superior o de aproximadamente 10 mg/dl o superior.

Con respecto al sistema anti-error de antioxidante basado en estadfsticos, puede ser un discriminador que distinga entre muestras que contienen niveles de antioxidante, tal como ascorbato, con menos de 10 mg/dl, de muestras que presentan niveles que son superiores a 10 mg/dl. Se apreciara que 10 mg/dl es un ejemplo y que tambien pueden utilizarse otros umbrales segun la sensibilidad del sistema de ensayo a la presencia del antioxidante de interes. El sistema anti-error puede construirse segun la ecuacion a continuacion:

Probabilidad(Ascorbato > T1)

El valor determinado de la funcion no lineal de dicha ecuacion puede utilizarse para identificar la probabilidad de que la muestra pertenezca a una de las dos clases de muestras. El sistema anti-error se activa en el caso de que la Probabilidad(Ascorbato>T1) sea superior a T2, en donde T2 es el intervalo [0, 1]. Las cantidades indicadas por Oj son los valores de admitancia de AC Y20, Y10, Y2 e Y1, y los valores de fase P20, P10, P2 y P1, que se basan en la informacion de respuesta de corriente de la seccion titulada "Bloque de AC" y las cantidades de DC que se obtienen de la seccion titulada "Bloque de DC" en la FIG. 3. 3. Las cantidades indicadas con y ai son constantes (parametros) que se estiman con datos de entrenamiento adecuados.

En concepto, este metodo altera la definicion del problema ya que se refiere a un sistema anti-error de antioxidante. En lugar de determinar cuantitativamente el nivel del antioxidante y si es superior a un umbral, los presentes metodos determinan si las mediciones del bloque de DC son consistentes con un nivel de antioxidante bajo o alto. En otras palabras, el problema se convierte de cuantificacion discreta del antioxidante en uno de clasificacion o discriminacion del antioxidante. Debe indicarse que el presente sistema anti-error puede basarse en la respuesta de DC procedente de incluso tan solo los primeros 3 pulsos en el bloque de DC de la FIG. 3 (es decir, excitacion- recuperacion-excitacion), reduciendo significativamente de esta manera el tiempo de ensayo, con la condicion de que los datos de respuesta de corriente de dichos 3 pulsos resulte suficiente tambien para determinar o, de otro modo, calcular, una concentracion de analito (por ejemplo la glucosa en sangre). De esta manera, por ejemplo, en la FIG. 3, el tiempo total para la secuencia potencial es de tan solo 2,5 s. El experto en la materia apreciara que pueden crearse algoritmos adecuados que utilizan tantos o tan pocos datos de respuesta de corriente de tantos pulsos como se considere suficiente para los fines de determinacion del analito y de determinacion del sistema antierror del interfiriente.

En referencia a la FIG. 4, se muestra un grafico de rendimiento de un sistema de ensayo sin sistema anti-error de un antioxidante (es decir, ascorbato). El eje horizontal del grafico indica la glucosa de referencia en mg/dl (es decir, la concentracion real de la glucosa en una muestra controlada). El eje vertical del grafico indica la recuperacion de la Gs en mg/dl (es decir, el valor de la medicion de Gs determinado por el sistema de ensayo). La codificacion de los puntos de datos representados por los sfmbolos + indica la concentracion de ascorbato de la muestra en mg/dl (0, 4, 10, 15, 25, 35, 45, 60, 80, 100, 150, 200, 300 y 400). Los agrupamientos verticales de sfmbolos + indican los resultados de las mediciones para muestras a las que se han anadido concentraciones de glucosa espedficas, es decir 25 mg/dl (agrupamiento izquierdo), 125 mg/dl (agrupamiento central) y 600 mg/dl (agrupamiento derecho).

1 + a,. t anh(£* ft, iO,)

5

10

15

20

25

30

En la FIG. 4, la region A de Parkes representa las mediciones para las que una medicion de la Gs mediante el sistema de ensayo resulta aceptablemente exacto. Mas espedficamente, la region A de Parkes indica que la medicion no presenta ningun efecto sobre el resultado cKnico; la region B de Parkes indica una accion clfnica alterada con poco o ningun efecto sobre el resultado clfnico; la region C de Parkes indica una accion clfnica alterada que probablemente afectara al resultado clmico; la region D de Parkes indica una accion clfnica alterada que podna presentar un riesgo medico significativo, y la region E de Parkes indica una accion clfnica alterada que podra presentar consecuencias peligrosas. Debe indicarse ademas que las lmeas discontinuas dentro de la region A de Parkes representan un funcionamiento 10/10 real.

En la FIG. 4, sin embargo, existen numerosas mediciones para todos los niveles sometidos a ensayo de glucosa en sangre que se encuentran fuera de la region A de Parkes y que incluye resultados de ensayo inexactos. Se listan los resultados espedficos en la Tabla 1, a continuacion.

Tabla 1

Criterio

Numero de tiras Porcentaje

Total

668 100

Region A

365 53,05

Region B

44 6,4

Region C

52 7,56

Region D

69 10,03

Region E

158 22,97

Grafico exterior

79 11,48

En region 10/10

319 46,37

En referencia a la FIG. 5 se muestra un grafico del rendimiento del sistema de ensayo con un sistema anti-error estadfstico de antioxidante (es decir, ascorbato) activado. El eje horizontal del grafico indica la glucosa de referencia en mg/dl (es decir, la concentracion real de la glucosa en una muestra controlada). El eje vertical del grafico indica la recuperacion de la Gs en mg/dl (es decir, el valor de la medicion de Gs determinado por el sistema de ensayo). La codificacion de los puntos de datos representados por sfmbolos + indican la concentracion de antioxidante de la muestra en mg/dl (0, 4, 10, 15 y 80). Los agrupamientos verticales de sfmbolos + indican los resultados de las mediciones para muestras a las que se han anadido concentraciones de glucosa espedficas, es decir 25 mg/dl (agrupamiento izquierdo), 125 mg/dl (agrupamiento central) y 600 mg/dl (agrupamiento derecho). Las regiones A, B, C, D y E de Parkes proporcionan las mismas indicaciones indicadas anteriormente en relacion a la FIG. 4. Tal como se muestra en la FIG. 5, todas las mediciones de Gs se encuentran dentro de la region A, demostrando de esta manera el funcionamiento 10/10. Se listan los resultados espedficos en la Tabla 2, a continuacion.

Tabla 2

Criterio

Numero de tiras Porcentaje

Total

180 100

Region A

180 100

Region B

0 0,00

Region C

0 0,00

Region D

0 0,00

Region E

0 0,00

Grafico exterior

0 0,00

En region 10/10

164 91,11

Las Tablas 3 y 4, a continuacion, ilustran informacion adicional referente a las FIGS. 4 y 5, respectivamente.

Tabla 3

Sin activacion del sistema anti-error

Glucosa diana (mg/dl)

Ascorbato (mg/dl) A B Region de Parkes C D E

10

0 32 0 0 0 0

4 16 0 0 0 0

10 16 0 0 0 0

15 0 0 16 0 0

25 0 0 1 15 0

35 0 0 0 5 11

45 0 0 0 0 16

60 0 0 0 0 32

100 0 0 0 0 16

150 0 0 0 0 16

200 0 0 0 0 16

300 0 0 0 0 16

400 0 0 0 0 16

120

0 32 0 0 0 0

4 16 0 0 0 0

10 16 0 0 0 0

15 15 1 0 0 0

25 16 0 0 0 0

35 15 1 0 0 0

45 5 11 0 0 0

60 0 10 6 0 0

100 0 0 12 4 0

150 0 0 0 16 0

200 0 0 0 16 0

300 0 0 0 13 3

400 0 0 0 0 16

600

0 32 0 0 0 0

4 16 0 0 0 0

10 16 0 0 0 0

15 16 0 0 0 0

25 16 0 0 0 0

35 16 0 0 0 0

45 16 0 0 0 0

60 16 0 0 0 0

100 16 0 0 0 0

150 16 0 0 0 0

200 10 6 0 0 0

300 0 15 1 0 0

400 0 0 16 0 0

Tabla 4

Sin activacion del sistema anti-error

Glucosa diana (mg/dl)

Region de Parkes

Ascorbato (mg/dl)

A B C D E

10

0 32 0 0 0 0

4 16 0 0 0 0

10 16 0 0 0 0

15 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0

35 0 0 0 0 0

45 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0

150 0 0 0 0 0

200 0 0 0 0 0

300 0 0 0 0 0

400 0 0 0 0 0

120

0 32 0 0 0 0

4 16 0 0 0 0

10 16 0 0 0 0

15 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0

35 0 0 0 0 0

45 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0

150 0 0 0 0 0

200 0 0 0 0 0

300 0 0 0 0 0

400 0 0 0 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

16

0

4

16 0

10

16 0

15

4 0

25

0 0

35

0 0

45

0 0

60

0 0

100

0 0

150

0 0

200

0 0

300

0 0

400

0 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Las tablas de recuento muestran el numero de observaciones de las muestras con diferentes glucosas diana y niveles de interferencia de ascorbato que caen en cada una de las regiones de Parkes. La Tabla 3 muestra los recuentos en el caso de que el sistema anti-error de ascorbato no se encuentra activado, mientras que la Tabla 4 muestra los recuentos en el caso de que el sistema anti-error de ascorbato ha sido activado.

Tambien debe indicarse que los resultados mostrados en la FIG. 5 senan sustancialmente identicas para las otras realizaciones indicadas en la presente memoria. Debe apreciarse que la descripcion anteriormente proporcionada es sobre una descripcion de sistemas anti-error estadfstico ejemplar y no es limitativa.

Se encuentran contempladas varias modificaciones y variaciones, entre ellas: modificar el sistema anti-error para mejorar la exactitud de la clasificacion basandose en el nivel del ascorbato (u otro interfiriente); alterar el sistema anti-error para diferenciar entre atributos de la muestra que podnan conducir a observaciones de la glucosa no seguras (por ejemplo que diferencian entre las regiones C, D y E de Parkes); incorporar el nivel del ascorbato (o de otro interfiriente) en el ajuste de la glucosa predicha de manera que el sistema pueda funcionar en un intervalo mas amplio de niveles de ascorbato; utilizar enfoques de aprendizaje automatico para reducir la memoria requerida, el numero de calculos y el tiempo de calculo, y utilizar el efecto de observables transformados (mediciones de AC y de DC) que incluyen formas de impedancia, potencias de AC y transformaciones log de DC.

Ademas, puede proporcionarse funcionalidad de clasificador o discriminador de varias maneras, entre ellas: un clasificador o discriminador que distinga la muestra como perteneciente a una de entre dos clases (por ejemplo segura/no segura o apto/no apto); un clasificador o discriminador que distinga la muestra como perteneciente a una de entre tres clases (segura, no segura en caso de no corregirse, no segura y no corregible), u otros clasificadores o discriminadores eficaces para clasificar las mediciones en dos o mas categonas asociadas a resultados de mediciones exactas e inexactas. El clasificador ademas puede utilizar varias tecnias de aprendizaje automatico, incluyendo funciones logfsticas, arboles de decisiones y maquinas de vectores de soporte.

En el entrenamiento de determinacion de analito, 4 observaciones se encontraban en la clase < 10 mg/dl y 6 observaciones en la clase > 10 mg/dl se clasificaron incorrectamente, correspondientes a una exactitud de clasificacion de 99,98% y 99,47% para cada clase, respectivamente. Se resumen estos resultados en la Tabla 5, a continuacion.

Tabla 5: Composicion del iueg

o de entrenamiento y rendimiento para el clasificador Bloque 1 de DC.

Juego de entrenamiento

Ascorbato predicho < 10 mg/dl Ascorbato predicho > 10 mg/dl Todos

ascorbato observado < 10 mgldl

24979 4 24982

ascorbato observado > 10 mgldl

6 1140 1146

Todos

24985 1144 26129

La aplicacion del clasificador basada en el bloque de DC resulto en la clasificacion incorrecta de 3 observaciones en la clase >10 mg/dl y 2 observaciones en la clase < 10 mg/dl, correspondiente a una exactitud de clasificacion global de 99,98% y 99,65% para cada clase, respectivamente. Se resumen estos resultados en la Tabla 6, a continuacion.

Tabla 6: Composicion del juego de ensayo independiente y rendimiento para el clasificador Bloque 1 de DC.

Juego de ensayo independiente

Ascorbato predicho < 10 mg/dl Ascorbato predicho > 10 mg/dl Todos

ascorbato observado < 10 mgldl

12488 3 12491

ascorbato observado > 10 mgldl

2 572 574

Todos

12490 575 13065

En referencia a la FIG. 6, se muestra otra secuencia de ensayo ejemplar que incluye: (1) un bloque de AC (denominado Bloque AC) con una pluralidad de segmentos de AC a diferentes frecuencias, (2) un bloque de DC

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

(denominado Bloque DC) con pulsos cortos de 450 mV separados por potenciales de relajacion a 0 mV, en los que el mediador no resulta oxidado por el potencial aplicado, y (3) un segundo bloque de DC (denominado Bloque DC 2) con un SRBP a dos tasas de incremento diferentes. Mas espedficamente, el bloque AC puede presentar cinco (5) segmentos diferentes a cuatro (4) frecuencias: segmentos 10 kHz, 20 kHz, 10 kHz, 2 kHz y 1 kHz. La informacion de respuesta de corriente al bloque AC puede utilizarse para determinar los valores de admitancia y de fase u otros parametros complejos tal como se indica en mayor detalle posteriormente. En algunos casos, se lleva a cabo una determinacion de la concentracion de analito, tal como la determinacion de la Gs, basandose en la informacion de respuesta de corriente del bloque AC y la informacion de respuesta de corriente del Bloque DC 1. La informacion de respuesta de corriente del Bloque DC 2 puede utilizarse para construir un sistema anti-error para la glucosa.

El segundo bloque DC ilustrado en la FIG. 6 surgio de investigacion relacionada con las secuencias de excitacion de DC de SRBP. En teona, cualquier excitacion de DC con suficiente potencial para provocar una reaccion electroqmmica de mediador sobre los electrodos producira una respuesta de corriente que puede utilizarse para medir cuantitativamente un analito tal como la glucosa. Dicha respuesta de corriente tambien resultara afectada por la modificacion del Hct y los niveles de temperatura. Esta investigacion evaluo el valor de las secuencias de excitacion de DC de SRBP para determinar si la informacion unica adicional podna obtenerse y utilizarse para mejorar el rendimiento y/o capacidades del sistema de medicion del analito, de manera muy similar a como la utilizacion de la informacion de pulsos de recuperacion en combinacion con la informacion de pulsos de excitacion puede utilizarse para mejorar el rendimiento.

La respuesta de corriente al primer bloque AC de la FIG. 6 no contiene informacion sobre la glucosa sino que por el contrario codifica informacion sobre el hematocrito, la temperatura y otros factores, los cuales pueden utilizarse para corregir la lectura de Gs derivada del bloque o bloques de ensayo de DC. La respuesta de corriente al Bloque DC 1 corresponde principalmente a la cantidad de PDA que es proporcional a la cantidad de glucosa presente. En contraste, la respuesta de corriente al Bloque DC 2 proporciona informacion cuantitativa sobre los niveles de QDI ademas de PDA. Al igual que el Bloque DC 1, las respuestas en corriente a +450 mV y a -450 mV corresponden a PDA y son proporcionales a la cantidad de glucosa presente. Sin embargo, la SRBP tambien permite la deteccion de QDI a potenciales mas bajos, de nivel intermedio, aplicados durante los cambios de potencial en sentido negativo y en sentido positivo aplicados.

En referencia a la FIG. 7, las respuestas en corriente se muestran al potencial del Bloque DC 2 para cinco muestras de sangre diferentes con niveles diferentes de ascorbato. El ascorbato reacciona con QDI, resultando en una reduccion del elemento QDI; el elemento QDI para cada barrido de potencial se indica mediante un «*». Tal como se ha indicado anteriormente, el ascorbato reacciona rapidamente con QDI y lo reduce, incrementando de esta manera la cantidad de PDA y resultando en la deteccion de una corriente mas alta en el electrodo de trabajo. Debido a que se considera que la corriente mas alta percibida es proporcional a la glucosa, ello resulta en una lectura de glucosa falsamente elevada. Resulta importante entender que los niveles elevados de ascorbato pueden provocar un incremento de las respuestas en corriente relacionadas con PDA tanto en Bloque DC 1 como en el Bloque DC 2.

Se ha reconocido que el Bloque DC 2 proporciona informacion que puede utilizarse para detectar el nivel elevado de ascorbato y para producir una estimacion cuantitativa del nivel de ascorbato. Debido a que resulta posible predecir cuantitativamente el ascorbato, se infiere que puede utilizarse un nivel de corte a un nivel particular de ascorbato como lfmite para la implementacion del sistema anti-error. En el caso de que el valor de ascorbato sea inferior al lfmite establecido, el sesgo en el valor predicho de glucosa se considera aceptable y el medidor proporciona un valor de Gs. Sin embargo, en el caso de que el valor de ascorbato sea superior al lfmite establecido, resultando de esta manera en una estimacion no segura de la glucosa, solo se mostrara un codigo de error al usuario final.

En referencia a la FIG. 8, se muestran las respuestas en corriente a los potenciales del Bloque DC 2 para un conjunto de muestras de sangre con niveles de ascorbato comprendidos entre 0 y 400 mg/dl. La totalidad de las muestras presentan el mismo nivel de glucosa (120 mg/dl).

La FIG. 9 muestra una vista mas detallada de una parte de la FIG. 8, espedficamente el primer barrido en sentido negativo y en sentido positivo de la FIG. 8. Se encuentran presentes tanto el elemento QDI como el elemento PDA en la informacion de respuesta de corriente y vanan como funcion del nivel de ascorbato.

Las FIGS. 10 y 11 muestran una vista mas detallada de los datos ilustrados en la FIG. 9 con respecto a los elementos QDI y PDA, respectivamente Espedficamente, la FIG. 10 muestra una clara reduccion en la corriente pico correspondiente a QDI a medida que se incrementa el nivel de ascorbato. En contraste, la FIG. 11 muestra un claro incremento en la corriente pico correspondiente a PDA a medida que se incrementa el nivel de ascorbato. En el caso de que la cantidad de PDA se considere directamente proporcional a la glucosa, resulta posible entender como la presencia de niveles elevados de ascorbato podnan provocar una lectura erroneamente elevada de glucosa. Estos elementos y elementos QDI y/o PDA similares pueden utilizarse en una diversidad de sistemas anti-error de antioxidante y/o sistemas anti-error sanitarios qmmicos, algunos ejemplos de los cuales se explican a continuacion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Un metodo ejemplar incluye construir un sistema anti-error de antioxidante que no requiere una estimacion cuantitativa del antioxidante. Por ejemplo, un grupo de datos de entrenamiento representativos puede dividirse en dos clases, una que contiene niveles de ascorbato < 10 mg/dl y otro que contiene niveles de ascorbato >10 mg/dl.

Se ha demostrado que un nivel de ascorbato de 10 mg/dl produce una estimacion de la glucosa sesgada que todavfa se encuentra comprendida en las Zonas A y B de la rejilla de error de Parkes, resultando de esta manera en un error de prediccion de la glucosa que no conducina a que el individuo respondiese incorrectamente, tal como administrando insulina cuando en realidad no se necesita. A continuacion, el conjunto de entrenamiento puede utilizarse con cualquiera de entre varios metodos matematicos de clasificacion. Los metodos de clasificacion proporcionan una manera de clasificar una observacion nueva o desconocida basandose en un juego de clases conocidas. Estas clasificaciones ejemplares se basan en la capacidad de discriminar con exactitud entre clases y no en la prediccion del valor real de ascorbato. En este caso, cualesquiera niveles de ascorbato < 10 mg/dl pertenecientes a unicamente una clase; de manera similar, cualesquiera niveles de ascorbato > 10 mg/dl pertenecen unicamente a la otra clase. Para implementar un sistema anti-error, solo resulta necesario determinar con exactitud la clase a la que pertenece una nueva observacion.

Los datos utilizados para entrenar e implementar el clasificador determinado pueden proceder de la informacion de respuesta de corriente del Bloque DC 2. Alternativamente, pueden crearse sistemas anti-error analogos utilizando la informacion de respuesta de corriente relacionada con PDA del Bloque DC 1 e informacion adicional de AC, aunque debe considerarse que muchos factores no relacionados pueden influir sobre la respuesta de corriente. De esta manera, un clasificador de antioxidante basado en el Bloque DC 1 estana basado en la asuncion de que la corriente incrementada causada por, por ejemplo, el ascorbato, siempre puede distinguirse de una corriente incrementada debida a otros factores, incluso para nuevos tipos de muestra no conformes que todavfa se desconocen y que podnan no haber sido considerados en el entrenamiento del clasificador. En contraste, el Bloque DC 2 proporciona informacion nueva sobre QDI, proporcionando de esta manera una manera para determinar directamente la presencia de un antioxidante, tal como el ascorbato.

En referencia nuevamente a la FIG. 1 y su comentario asociado, resulta importante entender que este tipo de sistema anti-error de antioxidante resulta posible debido a la eleccion particular de NA como mediador redox. Sin embargo, cualquier mediador redox que forme una especie que pueda ser facilmente reducida por un antioxidante, tal como el ascorbato, podna utilizarse de una manera similar para implementar los enfoques indicados en la presente memoria, con la condicion de que la electrooxidacion de la cantidad adicional de mediador redox reducido por el antioxidante produzca un efecto de respuesta que resulte evidente a excitaciones de potencial durante el Bloque DC2, en donde la electro-oxidacion basada en el analito del mediador redox reducido no resulta tipicamente evidente. Este no es el caso con algunos de los mediadores redox comunes utilizados para ACGS, pero es particularmente un efecto de un sistema de mediador redox basado en NA.

Ademas del ascorbato, se cree que puede realizarse el seguimiento de cualquier interfiriente que produzca facilmente esencialmente una firma unica, aunque similar (por ejemplo una reduccion del elemento QDI, un incremento del elemento QDI, una reduccion del elemento PDA o un incremento del elemento PDA). Incluso una falta de especificidad entre multiples interfirientes no eliminana cualquiera de las ventajas indicadas anteriormente. Si la reaccion qmmica FAD-GDH con un mediador redox derivado de NA funciona correctamente, una muestra (a niveles de glucosa, Hct y de temperatura dados) debena producir una respuesta de corriente con una proporcion caractenstica de las corrientes pico de QDI y de PDA.

Sistemas anti-error sanitarios de capa de reactivos/qmmicos y metodos de medicion: Ademas de los metodos antierror de antioxidante indicados anteriormente, se proporcionan metodos anti-error de capa de reactivos hidratados. Los metodos generalmente se inician tal como anteriormente, mediante la aplicacion de una secuencia de ensayo que presenta por lo menos un bloque DC y alternativamente por lo menos un bloque AC e incluso un segundo bloque DC.

En el caso de que el sistema qmmico hidratado (el sistema de reactivos en combinacion con una muestra lfquida, tal como sangre) y el mediador redox funcionen correctamente, cualquier muestra normal (para un analito dado, tal como glucosa, y hematocrito y niveles de temperatura dados) producira una respuesta de corriente con un elemento QDI y una proporcion caractenstica de las corrientes pico de QDI y PDA (Mox:Mred). En el caso de que el elemento QDI no sea discernible, lo anterior implicara que algo funciona gravemente mal en el sistema de capa de reactivos.

Esta situacion resultara en la produccion de una corriente adicional que aparece por un mecanismo diferente al de la simple reaccion con el analito, conduciendo de esta manera a una lectura peligrosa incorrecta. Por lo tanto, la comprobacion de la simple existencia o ausencia cualitativa del elemento QDI proporciona la base para el sistema anti-error sanitario de capa de reactivos. Esta comprobacion puede llevarse a cabo matematicamente de diversas maneras, incluyendo el reconocimiento de patrones, el analisis discriminante y las comparaciones heunsticas simples utilizando valores seleccionados de la respuesta de corriente.

En contraste con los metodos anteriormente indicados, que utilizan la prediccion cuantitativa del antioxidante, dichos metodos utilizando la discriminacion del antioxidante, que permite un metodo de clasificacion numerico. Al igual que

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

los metodos anti-error de antioxidante indicados anteriormente, los metodos anti-error sanitarios qmmicos se basan en informacion de respuesta del Bloque DC 2 (extendiendo de esta manera el tiempo de ensayo); sin embargo, la utilizacion de los SRBP ofrece una ventaja clara: la capacidad de observar el elemento QDI. Algunos antioxidantes tales como el ascorbato reaccionan directamente con QDI, reduciendo de esta manera la intensidad del elemento, proporcionando: (1) la capacidad de detectar el ascorbato directamente, y (2) la capacidad de distinguir claramente los incrementos de PDA debidos al ascorbato de otros numerosos factores. La capacidad de detectar una proporcion de los elementos PDA y QDI proporciona ademas la base para un sistema anti-error sanitario de capa de reactivos que puede utilizarse para determinar si la qmmica del biosensor y el mediador redox estan funcionando correctamente. Estas nuevas capacidades resultan posibles con la nueva informacion contenida unicamente en el Bloque 2.

El sistema anti-error de capa de reactivos puede demostrarse utilizando un clasificador o discriminador que distingue las muestras con < 10 mg/dl de ascorbato de las muestras que contienen > 10 mg/dl de ascorbato. El clasificador puede construirse segun la ecuacion a continuacion:

imagen1

En la ecuacion anteriormente indicada, ft son los coeficientes optimizados para los valores de Oj seleccionados de entre el Bloque AC y el Bloque DC 2.

Para generar los resultados mostrados posteriormente, se seleccionaron 35 valores (N=35) utilizando un procedimiento de seleccion de variables optimas, que consistfa de ocho (8) valores de AC (fase y admitancia a cuatro frecuencias diferentes) y veintinueve (29) valores de la respuesta de corriente del Bloque DC 2. La seleccion de los valores de respuesta de corriente de Bloque DC 2 se limito deliberadamente a las primeras rampas de potencial en sentido negativo y positivo y, curiosamente, practicamente la totalidad de las variables de DC seleccionadas correspondfan al elemento qDi en la rampa de sentido positivo.

El sistema anti-error descrito mediante la ecuacion anterior se activa en el caso de que la Probabilidad (Ascorbato > T1) sea superior a T2, en donde T2 se encuentra en el intervalo [0, 1]. El resultado de la funcion no lineal indica la probabilidad de que una muestra nueva pertenezca a una de las dos clases. Tal como se muestra en la Tabla 7, se construyo un juego de entrenamiento utilizando muestras que representaban un amplio intervalo de niveles de glucosa, hematocrito, temperatura y humedad, diversas condiciones de almacenamiento, interferencias clmicas y niveles de ascorbato. El juego de entrenamiento contema 24.982 muestras con niveles de ascorbato < 10 mg/dl y 1.145 muestras con ascorbato > 10 mg/dl. Tras el entrenamiento, solo tres (3) observaciones de cada clase fueron clasificadas erroneamente, correspondiente a una exactitud de clasificacion de 99,99% y 99,74% para cada clase, respectivamente. Se resumen estos resultados en la Tabla 7.

Tabla 7: composicion y rendimiento del juego de entrenamiento.

Juego de entrenamiento

Ascorbato predicho < 10 mg/dl Ascorbato predicho > 10 mg/dl Todos

Ascorbato predicho < 10 mg/dl

24979 3 24982

Ascorbato observado > 10 mg/dl

3 1142 1145

Todos

24982 1145 26127

Tambien se sometio a ensayo el nuevo clasificador utilizando un juego de datos de ensayo que no contema ninguna de las muestras utilizadas en el entrenamiento. Tal como en el juego de entrenamiento, el juego de ensayo independiente contema muestras que representaban un amplio intervalo de niveles de glucosa, hematocrito, temperatura y humedad, diversas condiciones de almacenamiento, interferencias clmicas y niveles de ascorbato. El juego de ensayo el juego de entrenamiento contema 12.492 muestras con niveles de ascorbato < 10 mg/dl y 575 muestras con ascorbato > 10 mg/dl. La aplicacion del clasificador resulto en la clasificacion incorrecta de 11 observaciones en la clase < 10 mg/dl y 3 observaciones en la clase > 10 mg/dl, correspondiente a una exactitud de clasificacion global de 99,91% y 99,48 % para cada clase, respectivamente. Se resumen estos resultados en la Tabla 8.

Tabla 8: composicion y rendimiento del juego de ensayo independiente

Juego de ensayo independiente

Ascorbato predicho < 10 mg/dl Ascorbato predicho > 10 mg/dl Todos

Ascorbato predicho < 10 mg/dl

12481 11 12492

Ascorbato observado > 10 mgldl

3 572 575

Todos

12494 583 13067

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Estos representan unicamente resultados ejemplares ya que no se han realizado intentos para estudiar adicionalmente los efectos de seleccionar diferentes valores del Bloque DC 2 o de optimizar adicionalmente la composicion de las muestras que comprende el juego de entrenamiento. Estas ciertamente ilustran que pueden obtenerse resultados de clasificacion muy buenos, proporcionando de esta manera una base para un sistema antierror de ascorbato.

Este sistema anti-error de ascorbato se demostro utilizando valores de respuesta de corriente DC de las primeras rampas en sentido negativo y en sentido positivo en el Bloque DC 2, ilustrando de esta manera que la secuencia de ensayo total puede ser mucho mas corta mediante el truncado del Bloque DC 2. Sin embargo, el clasificador de ascorbato tambien podna haberse construido a partir de un ciclo bipolar posterior de rampa lenta que comprendfa el potencial aplicado del Bloque DC 2. Los metodos anti-error sanitarios de capa de reactivos requieren por lo menos un ciclo de SRBP del potencial aplicado pero no requieren ciclos adicionales con tasas de incremento iguales o diferentes. Ademas, pueden producirse uno o mas ciclos SRBP antes o inmediatamente despues del bloque DC 1. El sistema anti-error de ascorbato todavfa funcionara de la misma manera.

Los metodos indicados anteriormente son ejemplares y no limitativos. Podnan anadirse clases adicionales, indicando valores de ascorbato en un intervalo en el que podna realizarse una correccion fiable. Lo anterior podna llevarse a cabo combinando ambos metodos ejemplares descritos en la presente memoria. En este caso, podna realizarse una prediccion cuantitativa del nivel real del ascorbato para muestras dentro del intervalo, y este valor podna utilizarse para corregir el valor de glucosa proporcionado por el medidor. El metodo anteriormente indicado no pretende limitar el tipo de metodo de clasificacion que podna utilizarse. Tambien podnan utilizarse otros metodos, tales como arboles de decision, K vecinos mas proximos (KNN, por sus siglas en ingles), redes neuronales, etc., para construir un clasificador.

Por lo tanto, el sistema anti-error sanitario de capa de errores implica simplemente comprobar la existencia del elemento QDI. En el caso de que la qmmica y mediador instalados en el biosensor funcionen tal como se espera, debena encontrarse presente un elemento QDI y debena mostrar un intervalo definido de proporciones con el elemento PDA. En el caso de que el elemento QDI no sea discernible, lo anterior implicara que algo funciona gravemente mal en la capa de reactivos. Esta situacion resultara en la produccion de corriente adicional por un mecanismo diferente de la simple reaccion con la glucosa, conduciendo de esta manera a una lectura incorrecta de glucosa. La comprobacion de la existencia del pico de QDI puede llevarse a cabo matematicamente de diversas maneras, incluyendo el reconocimiento de patrones, el analisis discriminante y las comparaciones heunsticas simples utilizando valores seleccionados de la respuesta de corriente.

Un ejemplo practico de como podnan implementarse ambos metodos ejemplares con un sistema ACGS puede describirse mediante las operaciones a continuacion:

(1) despues del Bloque DC 1, aplicar el Bloque DC 2 y determinar si el elemento QDI esperado se encuentra presente. En caso negativo, detener el ensayo y enviar un codigo de error (sistema anti-error sanitario qmmico).

(2) utilizar los datos de respuesta de corriente del Bloque DC 1, utilizar el clasificador de ascorbato para predecir la pertenencia de clase de la muestra nueva (sistema anti-error de ascorbato), en el que:

(a) en el caso de que la muestra se clasifique como presentando < 10 mg/dl de ascorbato, informar de un valor de glucosa,

(b) en el caso de que la muestra se clasifique como presentando > 10 mg/dl de ascorbato, proporcionar un codigo de error.

(c) (opcional) en el caso de que la muestre se clasifique en una tercera clase opcional, indicando que la correccion del valor de glucosa es posible y fiable, predecir el nivel de ascorbato e informar de un valor de glucosa compensado (corregido), o

(d) evitar (o simplemente obviar la necesidad de) la aplicacion del Bloque DC 2.

Debe entenderse que este flujo logico de operaciones se presenta a tftulo de ejemplo y no es limitativo.

Los metodos pueden utilizarse son sistemas ACGS amperometricos que utilizan por lo menos una secuencia de ensayo de DC en la que el voltaje aplicado se incrementa a una tasa que permite distinguir la firma o firmas electroqmmicas de QDI y de PDA asociados al mediador. El voltaje en rampa puede ser lineal o seguir otras formas funcionales, tales como una onda sinusoidal o cosinusoidal. Los metodos son aplicables a cualquier sistema electroqmmico que contenga un mediador que resulta reducido por el ascorbato y que presenta una firma unica de voltaje-corriente que difiere de la del enzima. Debe indicarse ademas que el ascorbato y la glucosa pueden ser predichos ambos a partir de la informacion de AC y el Bloque DC 2 por sf solo, eliminando de esta manera la necesidad del Bloque DC 1. Ademas, los aspectos de los metodos podnan ponerse en practica tal como se indica, con independencia de que informacion se utiliza para predecir la glucosa. La respuesta de corriente del Bloque DC 1 utilizada para cuantificar la glucosa es proporcional a la cantidad de PDA. Debido a que el Bloque DC 2 contiene firmas para tanto QDI como PDA, resulta posible cuantificar la glucosa basandose en la intensidad del elemento PDA y, simultaneamente, resulta posible cuantificar el ascorbato basandose en QDI y/o la proporcion entre los elementos QDI y PDA. Los metodos tambien son aplicables a sistemas ACGS basados en culombimetna,

suponiendo que utilizan un sistema qmmico y mediador que permite la deteccion analoga del ascorbato utilizando una secuencia del potencial similar con excitacion bipolar en rampa lenta.

Debe entenderse que el clasificador probabiUstico puede ser sustancialmente el mismo o identico para tecnicas 5 basadas en el Bloque DC 1 o el Bloque DC 2. Debe entenderse ademas que la calidad del clasificador en terminos de rendimiento de prediccion para los juegos tanto de entrenamiento como de prediccion era muy elevado y que los juegos de entrenamiento y de prediccion se ensamblaron utilizando una diversidad muy amplia de datos que representaban muchos niveles diferentes de glucosa, temperatura, Hct, sal, interferencias y otras variables. La totalidad de las diversas tecnicas dadas a conocer en la presente memoria muestran un rendimiento excelente.

10

El presente concepto inventivo ha sido descrito en relacion a lo que actualmente se consideran las realizaciones mas practicas y preferentes. Sin embargo, el concepto inventivo ha sido presentado a tftulo ilustrativo y no se pretende que se encuentre limitado por las realizaciones dadas a conocer. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, el experto en la materia entendera que el concepto inventivo pretende comprender todas las 15 modificaciones y disposiciones alternativas comprendidas dentro del alcance del concepto inventivo segun las reivindicaciones adjuntas.

Claims (16)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Metodo anti-error de una medicion electroqmmica de un analito respecto de la interferencia de antioxidante, comprendiendo el metodo las etapas de:

   aplicar una secuencia de ensayo electrico a un biosensor electroqmmico, comprendiendo el biosensor: un sistema de electrodos,

   un reactivo que incluye un mediador redox en comunicacion electrica con el sistema de electrodos, y un receptaculo configurado para entrar en contacto con la muestra fluida proporcionada al biosensor,

   con una muestra fluida en contacto de fluidos con el reactivo, en el que la secuencia de ensayo comprende por lo menos un bloque de corriente directa (DC), en el que por lo menos un bloque DC incluye por lo menos un potencial de recuperacion, y en el que una condicion de circuito cerrado del sistema de electrodos se mantiene durante por lo menos el potencial de recuperacion,

   medir la informacion de respuesta de corriente a la secuencia de ensayo, incluyendo informacion del potencial o potenciales de recuperacion, y

   proporcionar un sistema anti-error de antioxidante estadfstico que utiliza un clasificador o un discriminador para determinar si un antioxidante interfiere con la concentracion de analito, en el que el sistema anti-error de antioxidante se basa en informacion de por lo menos un bloque DC que se relaciona con el mediador redox.
2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el bloque DC comprende una secuencia de pulso que alterna entre un potencial de excitacion y un potencial de recuperacion.
3. 3. Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas las etapas de:

   medir informacion sobre una respuesta de corriente de excitacion al potencial de excitacion y una respuesta de corriente de recuperacion al potencial de recuperacion, y

   determinar una concentracion de analito de la muestra fluida utilizando la informacion de la respuesta de corriente de excitacion y la respuesta de corriente de recuperacion, determinando la compensacion para por lo menos un interfiriente.
4. 4. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el antioxidante es el ascorbato y la determinacion se lleva a cabo basandose en la ecuacion a continuacion:

   imagen1

   en el que el sistema anti-error se activa en el caso de que la Probabilidad(Ascorbato>T1) sea superior a T2, en donde T2 es el intervalo [0, 1].
5. 5. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la determinacion del antioxidante se utiliza para proporcionar una operacion por lo menos 10/10.
6. 6. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la determinacion del antioxidante se utiliza por lo menos en parte para rechazar una medicion o determinacion de la concentracion de analito.
7. 7. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la determinacion del antioxidante se utiliza por lo menos en parte para corregir una medicion o determinacion del analito.
8. 8. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el sistema anti-error se activa en el caso de que se determine que el nivel de antioxidante sea superior a 10 mg/dl.
9. 9. Metodo anti-error de una medicion electroqmmica de un analito en una muestra fluida, comprendiendo el metodo las etapas de:

   aplicar una secuencia de ensayo electrico a un biosensor electroqmmico, comprendiendo el biosensor:

   un sistema de electrodos,

   un reactivo que incluye un mediador redox en comunicacion electrica con el sistema de electrodos, y un receptaculo configurado para entrar en contacto con la muestra fluida proporcionada al biosensor,

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   con la muestra fluida en contacto de fluidos con el reactivo, en el que la secuencia de ensayo comprende por lo menos un bloque de corriente directa (DC), en el que el bloque o bloques DC es un potencial bipolar de rampa lenta (SRBP) que alterna entre -450 mV y +450 mV a dos tasas de incremento diferentes y en el que una condicion de circuito cerrado del sistema de electrodos se mantiene durante el bloque DC,

   medir la informacion a partir de la respuesta a la secuencia de ensayo, y

   proporcionar un sistema anti-error sanitario de capa de ractivos basado en una proporcion entre la forma oxidada de un mediador redox (M0x) y una forma reducida del mediador redox (Mred), en el que el sistema anti-error evita informar de la concentracion de analito en el caso de que Mred sea superior a un nivel predeterminado.
10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, en el que se activa el sistema anti-error en el caso de ausencia de una especie Mox esperada.
11. 11. Metodo segun la reivindicacion 9 o 10, en el que la secuencia de ensayo comprende ademas por lo menos un bloque de corriente alterna (AC).
12. 12. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la secuencia de ensayo comprende ademas un segundo bloque DC.
13. 13. Dispositivo de medicion de concentracion de analito configurado para llevar a cabo el metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el dispositivo de medicion de la concentracion de analito es un medidor (11), en el que el medidor (11) incluye una pantalla electronica (16) que esta adaptada para mostrar diversos tipos de informacion al usuario, incluyendo la concentracion del analito u otros resultados de ensayo, y la interfaz del usuario (50) para recibir entradas del usuario, en el que el medidor (11) incluye ademas un microcontrolador y circuitena asociada generadora y medidora de senales de ensayo que estan adaptados para generar una senal de ensayo, para aplicar la senal al biosensor (20) y para medir una o mas respuestas del biosensor (20) a la senal de ensayo.
14. 14. Dispositivo segun la reivindicacion 13, en el que el dispositivo es un medidor de glucosa en sangre
15. 15. Sistema de determinacion de la concentracion de analito configurado para llevar a cabo el metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el sistema de determinacion de la concentracion de analito incluye un medidor de ensayo (11) acoplado operativamente con un biosensor electroqmmico (20), en el que el medidor (11) incluye una pantalla electronica (16) que esta adaptada para mostrar diversos tipos de informacion al usuario, incluyendo la concentracion del analito u otros resultados de ensayo, y la interfaz de usuario (50) para recibir entradas del usuario, en el que el medidor (11) incluye ademas un microcontrolador y circuitena asociada generadora y medidora de la senal de ensayo que han sido adaptados para generar una senal de ensayo, para aplicar la senal al biosensor (20) y para medir una o mas respuestas del biosensor (20) a la senal de ensayo.
16. 16. Sistema segun la reivindicacion 15, en el que el sistema es un sistema de autocontrol de la glucosa en sangre (ACGS).