ES3055699T3 - Method for determining the concentration of an analyte in a sample - Google Patents

Abstract

Se propone un método para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra (112). El método comprende: i. proporcionar al menos un dispositivo sensor (110), que comprende: - al menos un transistor de efecto de campo (114) con al menos un electrodo fuente (116), al menos un electrodo de drenaje (118) y al menos un electrodo de puerta (120); - - al menos un electrodo sensor (132) configurado para estar en contacto con la muestra (112); el electrodo sensor (132) puede estar conectado eléctricamente al electrodo de puerta (120) del transistor de efecto de campo (114) o integrado en el electrodo de puerta (120) del transistor de efecto de campo (114); y - - al menos un dispositivo de control (146), configurado para aplicar parámetros de operación al transistor de efecto de campo (114) y para monitorizar al menos un valor de señal con dicho transistor; - ii. Al menos un paso de selección de parámetros que comprende seleccionar un conjunto de parámetros de operación del transistor de efecto de campo (114) para al menos un paso de medición posterior. Este paso de selección de parámetros comprende realizar varias mediciones de evaluación con el transistor de efecto de campo (114) utilizando varios conjuntos de parámetros de operación candidatos y seleccionando el conjunto de parámetros de operación de acuerdo con al menos un criterio de optimización monitoreado durante las mediciones de evaluación; y iii. Al menos un paso de medición que comprende detectar la concentración del analito aplicando el conjunto de parámetros de operación seleccionados en el paso ii. al transistor de efecto de campo (114) y determinando al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo (114). Además, se propone un dispositivo sensor (110) para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra (112). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento para determinar una concentración de un analito en una muestra

[0003] Campo técnico

[0004] La invención se refiere a un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra. La descripción se refiere además a un dispositivo sensor para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra. Como ejemplo, los dispositivos y procedimientos de la presente invención se pueden usar con propósitos de diagnóstico, tales como en análisis clínicos o de laboratorio o con propósitos de monitorización domiciliaria. Los procedimientos y dispositivos de la presente invención se pueden usar específicamente para determinar la concentración de un analito, tal como, por ejemplo, potasio, en un fluido corporal o en otro líquido. Sin embargo, también son factibles otras aplicaciones.

[0005] Técnica anterior

[0006] Hasta ahora, se han descrito una variedad de dispositivos sensores para detectar analitos. Dichos dispositivos sensores se basan, en muchos casos, en mediciones basadas en transistores de efecto de campo para identificar cualitativamente el analito o para determinar cuantitativamente la concentración del analito. La presencia de un analito da como resultado un cambio en el campo eléctrico y, en consecuencia, un cambio en la densidad del portador de carga dentro del canal conductor del transistor de efecto de campo. Esto, nuevamente, induce un cambio mensurable en una corriente o un potencial entre la fuente y el drenaje del transistor de efecto de campo. A menudo, los contactos de la fuente y el drenaje se protegen del contacto con el analito y la superficie de la puerta se funcionaliza para una unión específica del analito. Sin embargo, también son factibles otras opciones.

[0007] El documento EP 1348951 A1 divulga un dispositivo de detección que comprende una capa de detección que tiene al menos un grupo funcional que se une a la capa de canal semiconductor y al menos otro grupo funcional que sirve como un sensor, una capa de canal semiconductor que tiene una primera superficie y una segunda superficie, que es opuesta a dicha superficie, un electrodo de drenaje, un electrodo de fuente, un electrodo de puerta, caracterizado por que dicho electrodo de fuente, dicho electrodo de drenaje y dicho electrodo de puerta se colocan en la primera superficie de dicha capa de canal semiconductor y que dicha capa de detección está en la superficie de dicha capa de canal semiconductor, estando dicha capa de detección en contacto con la capa de canal semiconductor y teniendo dicha capa de canal semiconductor un grosor inferior a 5000 nm.

[0008] El documento JP S61153559 A divulga un sensor enzimático semiconductor con el propósito de permitir la fácil reducción del tamaño de un sensor enzimático semiconductor y la formación de multisensores y de extender la vida útil de los mismos usando una resina fotosensible absoluta en agua de polivinilpirrolidona-diacida para formar directamente una película de enzimas inmovilizadas en la superficie sensible a iones de un pH-ISFET. El elemento pH-ISFET como electrodo de sustrato del sensor enzimático está provisto de fuentes y drenajes, un electrodo de pseudorreferencia y cables conductores, y se forma como un elemento de tipo composite. Los elementos respectivos detectan, respectivamente, iones de hidrógeno de forma independiente para permitir la medición del pH en una solución. La película de enzimas inmovilizadas cuyo pH cambia por la reacción con un sustrato se monta en la parte del canal de un elemento y no se puede montar en el otro elemento. La resina fotosensible soluble en agua de polivinilpirrolidona-diacida se recubre para cubrir la superficie sensible a iones de la parte de canal del elemento que consiste en la fuente y el drenaje.

[0009] El documento JP S6029658 A divulga un sensor de urea con el propósito de permitir una fácil miniaturización y fabricación de multisensores con un procedimiento simple y de extender la vida útil de los sensores formando directamente una película de ureasa inmovilizada en un pH-ISFET usando una resina fotosensible. Un elemento pH-ISFET que es un electrodo subyacente está provisto de fuentes y drenajes, un electrodo de pseudorreferencia y cables conductores 7. Este elemento pH-ISFET es el elemento pH-ISFET de tipo composite constituido por un pH-ISFET(A) que consiste en la fuente y el drenaje y otro pH-ISFET(B) que consiste en la fuente y el drenaje, así como el electrodo de (pseudo)referencia. El sensor de glucosa se fabrica mediante un procedimiento para montar una película de ureasa inmovilizada en la parte del pH-ISFET(A) y no para montar una película de arena en el otro pH-ISFET(B). Si hay urea en la solución de muestra, la urea se descompone y el pH de la película de ureasa inmovilizada genera una diferencia en el pH de la propia solución de muestra monitorizada por el pH-ISFET(B) que no tiene película de ureasa inmovilizada.

[0010] El documento US 2016/047775 A1 divulga modos de realización de dispositivos de detección que incluyen una o más matrices de circuito integrado (IC), una carcasa y un material de barrera de fluidos. Cada matriz de IC incluye una superficie de soporte de electrodo y una superficie de contacto. Una de las matrices incluye un SFET con un electrodo de detección próximo a la superficie de soporte de electrodo. La misma matriz o una diferente incluye un electrodo de referencia próximo a la superficie de soporte de electrodo. La(s) matriz/matrices también incluye(n) contactos IC en la(s) superficie(s) de contacto y estructuras conductoras acopladas entre el SFET, el electrodo de referencia y los contactos IC. La carcasa incluye una superficie de montaje y contactos de carcasa formados en la superficie de montaje. Los contactos IC se acoplan a los contactos de carcasa. El material de barrera de fluidos se sitúa entre la superficie de montaje y la matriz de IC. El material de barrera de fluidos proporciona una barrera de fluidos entre el IC y los contactos de carcasa y un espacio que engloba el electrodo de detección y el electrodo de referencia.

[0012] El documento CN 105301079 A divulga un dispositivo semiconductor para detectar la actividad iónica de un objeto que se va a detectar y un procedimiento de detección del mismo. El dispositivo semiconductor comprende un sustrato, una fuente y un drenaje, la fuente y el drenaje se disponen sobre el sustrato, el dispositivo semiconductor también comprende una primera membrana sensible a iones y una segunda membrana sensible a iones que tienen diferentes sensibilidades a la actividad iónica del objeto que se va a detectar; además, el objeto que se va a detectar se dispone entre la primera membrana sensible a iones y la segunda membrana sensible a iones, la primera membrana sensible a iones se dispone sobre el sustrato, la segunda membrana sensible a iones se conecta con una fuente de alimentación de red y, en un modo de realización preferente, también se introduce un condensador de panal. El dispositivo semiconductor para detectar la actividad iónica del objeto que se va a detectar, que adopta la estructura, y el procedimiento de detección del mismo dispensan un electrodo de referencia e introducen las dos membranas sensibles a iones diferentes para medir con exactitud la actividad iónica del objeto que se va a detectar, la estructura es simple, el coste es bajo y el dispositivo semiconductor tiene un amplio intervalo de aplicación.

[0014] El documento EP 3 588 075 A1 divulga un biosensor de alta sensibilidad. El objetivo de la invención es incrementar la especificidad de detección de los biosensores. La invención proporciona un biosensor caracterizado por que comprende una sustancia identificadora que se puede unir a una sustancia diana de detección y un electrodo que toma la carga de dicha sustancia identificadora, en el que el biosensor detecta el cambio en la densidad de carga de dicho electrodo generado por la unión de dicha sustancia diana de detección con dicha sustancia identificadora, la superficie de dicho electrodo está recubierta con policatecolamina, toda o una parte de dicha superficie de electrodo recubierta con policatecolamina tiene además una capa de polímero formada sobre la misma que tiene una huella molecular que tiene una estructura complementaria a la estructura molecular de la sustancia diana de detección formada en la misma, dicha capa de polímero comprende dicha sustancia identificadora, y dicha capa de polímero es una capa de película ultrafina.

[0016] El documento JP 2013 092479 A divulga un aparato de medición de biosensor que incluye una unidad de biosensor, una unidad de medición y una unidad de control. La unidad de biosensor incluye: un sustrato; un electrodo de drenaje y un electrodo de fuente; una película semiconductora dispuesta sobre el sustrato; una película aislante dispuesta sobre la película semiconductora; una película sensible dispuesta sobre la película aislante para colocar un objeto diana de medición sobre la misma; un electrodo de referencia para hacer contacto con el objeto diana de medición y para recibir voltaje de referencia variable; y una barrera. La unidad de medición incluye: una fuente de corriente eléctrica acoplada al electrodo de drenaje para emitir una corriente eléctrica constante; una unidad de potencial de referencia acoplada al electrodo de fuente; un voltímetro para medir el voltaje de salida mientras se establece una porción de acoplamiento del electrodo de drenaje y la fuente de corriente eléctrica como terminal de salida; y una fuente de voltaje de referencia para aplicar voltaje de referencia al electrodo de referencia. La unidad de control incluye: una unidad de ajuste de medición para controlar la medición por la unidad de medición; y una unidad de almacenamiento para almacenar el voltaje de salida medido por el voltímetro.

[0018] El documento US 2016/0169835 A1 divulga un biosensor para realizar un análisis basado en una muestra recogida de forma no invasiva de un cuerpo humano. El biosensor comprende una sustancia de identificación que se une a una sustancia que se va a detectar, y un electrodo cargado con una carga de la sustancia de identificación. El biosensor comprende además un inhibidor que inhibe que una sustancia que no se va a detectar se fije a al menos una de la sustancia de identificación y el electrodo. El biosensor detecta un cambio en una densidad de carga del electrodo provocado por la unión de la sustancia que se va a detectar a la sustancia de identificación.

[0020] El documento US 2019/0339229 A1 divulga un dispositivo semiconductor que comprende un primer transistor de efecto de campo (FET) conectado en serie a un segundo FET, y un tercer FET conectado en serie al primer FET y al segundo FET. El dispositivo semiconductor incluye además circuitos de polarización acoplados al primer FET y al segundo FET, y un conductor de salida acoplado a un terminal del segundo FET, en el que el conductor de salida obtiene una señal de salida del segundo FET que es independiente del primer FET.

[0022] Tatavarthi, S. S.et al.describen en "Rapid and Highly Sensitive Extended Gate FET-Based Sensors for Arsenite Detection Using a Handheld Device", ECS Journal of Solid State Science and Technology, 2020, Vol. 9, n.º 11, 115014, un sensor selectivo de iones basado en FET para detectar iones de arsenito (As(III)) mediante un dispositivo portátil. El sensor selectivo muestra mayor sensibilidad (35,19 mV/log[As3+]) que la pendiente ideal de Nernstian. El intervalo dinámico del sensor de iones basado en arsenito es de 10<-10>M a 10<-4>M. El límite de detección de este sensor selectivo de iones basado en FET es inferior a 10<-10>M.

[0024] Schmoltner, K.et al.describen en "Electrolyte-Gated Organic Field~Effect Transistor for Selective Reversible IonDetection

", Advanced Materials, volumen 25, número 47, 17 de diciembre de 2013, páginas 6895-6899, un transistor de efecto de campo orgánico con puerta de electrolito sensible a iones para la detección selectiva y reversible de sodio (Na+) hasta 10<-6>M.

[0025] Melzer, K.et al.describen en "Enzyme assays using sensor arrays based on ion-selective carbon nanotube fieldeffect transistors", Biosensors and Bioelectronics, volumen 84, 15 de octubre de 2016, páginas 7-14, un sensor basado en un transistor de efecto de campo de nanotubos de carbono de puerta de electrolito recubierto por pulverización para una detección selectiva y directa de los productos de una interacción enzima-sustrato, aquí el sistema de urea-ureasa importante para procedimientos metabólicos. La detección selectiva y directa se logra inmovilizando la enzima ureasa por medio de determinadas técnicas de funcionalización de superficie en la superficie de sensor y modificando además las interfaces activas con membranas poliméricas selectivas de iones, así como capas sensibles al pH.

[0026] En general, existen diferentes opciones para medir un cambio de corriente o un cambio de potencial entre la fuente y el drenaje en un dispositivo sensor basado en transistores de efecto de campo. Una primera opción común es obtener una curva de transferencia del transistor de efecto de campo, en la que la corriente de drenaje-fuente I<DS>se mide como una función del potencial de puerta aplicado V<G>mientras se mantiene constante el potencial de drenaje-fuente V<DS>. Normalmente, se registran varias curvas de transferencia a lo largo del tiempo para monitorizar los cambios en el campo eléctrico. El intervalo de los potenciales en el que se va a realizar un barrido y la velocidad de muestreo determinan la resolución temporal de la medición. Una segunda opción común es monitorizar la corriente de drenaje-fuente I<DS>a lo largo del tiempo mientras se mantienen fijos el potencial de drenaje-fuente V<DS>y el potencial de puerta V<G>, lo que permite una alta resolución temporal.

[0027] A pesar de las ventajas logradas por los dispositivos y procedimientos conocidos, aún persisten diversas dificultades técnicas. Específicamente, para la primera opción mencionada anteriormente, el procesamiento de datos es, típicamente, bastante complejo. Por otra parte, la segunda opción mencionada anteriormente tiene, típicamente, una desventaja en la multiplexación, porque solo se puede aplicar un potencial de puerta V<G>en una muestra a la vez. Además, para la segunda opción mencionada anteriormente, la salida de la medición es una corriente que necesitaría convertirse en un potencial para comparar los datos derivados de diferentes transistores de efecto de campo. En general, diferentes situaciones de medición pueden requerir diferentes configuraciones de medición para un mejor rendimiento. Por tanto, para situaciones de medición variables, es posible que se tenga que cambiar la configuración de medición, lo que puede ser un procedimiento laborioso, específicamente al cambiar los componentes de equipo físico.

[0028] Problema que se va a resolver

[0029] Por lo tanto, es deseable proporcionar un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra que, al menos parcialmente, aborde las dificultades mencionadas anteriormente de dispositivos y procedimientos conocidos de tipo similar. Específicamente, es deseable proporcionar un procedimiento ampliamente aplicable para determinar la concentración mencionada con alto rendimiento y reproducibilidad, en el que el alto rendimiento y reproducibilidad se pueden lograr, en el mejor de los casos, mediante medidas de ahorro de recursos que se adaptan rápidamente a situaciones de medición variables. Más específicamente, es deseable proporcionar un enfoque que permita mediciones de alta resolución temporal y multiplexación eficiente de diferentes dispositivos sensores.

[0030] Sumario

[0031] Este problema se aborda mediante un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra como se define en la reivindicación independiente 1.

[0032] Los modos de realización ventajosos que se podrían realizar se enumeran en las reivindicaciones dependientes. Como se usa en lo que sigue, los términos "tener", "comprender" o "incluir" o cualquier variación gramatical arbitraria de los mismos se usan de manera no excluyente. Por tanto, estos términos se pueden referir tanto a una situación en la que, además del rasgo característico introducido por estos términos, no están presentes otros rasgos característicos en la entidad descrita en este contexto como a una situación en la que están presentes uno o más de otros rasgos característicos. Como ejemplo, las expresiones "A tiene B", "A comprende B" y "A incluye B" se pueden referir tanto a una situación en la que, además de B, no está presente ningún otro elemento en A (es decir, una situación en la que A consiste única y exclusivamente en B) como a una situación en la que, además de B, uno o más de otros elementos están presentes en la entidad A, tales como elemento C, elementos C y D o incluso otros elementos.

[0033] Además, cabe destacar que los términos "al menos uno", "uno o más" o expresiones similares que indican que un rasgo característico o elemento puede estar presente una vez o más de una vez, típicamente se usarán solo una vez cuando se introduce el rasgo característico o elemento respectivo. En lo que sigue, en la mayoría de los casos, cuando se hace referencia al rasgo característico o elemento respectivo, las expresiones "al menos uno" o "uno o más" no se repetirán, a pesar de que el rasgo característico o elemento respectivo puede estar presente una vez o más de una vez.

[0035] Además, como se usa en lo que sigue, los términos "preferentemente", "más preferentemente", "en particular", "más en particular", "específicamente", "más específicamente" o términos similares se usan junto con rasgos característicos opcionales, sin restringir posibilidades alternativas. Por tanto, los rasgos característicos introducidos por estos términos son rasgos característicos opcionales y no pretenden restringir el alcance de las reivindicaciones de ninguna manera. La invención, como reconocerá el experto en la técnica, se puede realizar usando rasgos característicos alternativos. De forma similar, los rasgos característicos introducidos por "en un modo de realización de la invención" o expresiones similares pretenden ser rasgos característicos opcionales, sin ninguna restricción con respecto a modos de realización alternativos de la invención, sin ninguna restricción con respecto al alcance de la invención y sin ninguna restricción con respecto a la posibilidad de combinar los rasgos característicos introducidos de dicha manera con otros rasgos característicos opcionales o no opcionales de la invención.

[0037] El término "analito", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una sustancia o especie química o biológica arbitraria, tal como un ion, un átomo, una molécula o un compuesto químico. Específicamente, el analito puede ser un analito que puede estar presente en un fluido corporal o un tejido corporal. El término "analito" puede englobar, específicamente, átomos, iones, moléculas y macromoléculas, en particular macromoléculas biológicas tales como ácidos nucleicos, péptidos y proteínas, lípidos y metabolitos. Otros ejemplos de analitos potenciales que se van a detectar se darán con más detalle a continuación.

[0039] El término "concentración", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una indicación numérica de una cantidad de una primera entidad dentro de una segunda entidad, específicamente del analito en la muestra. Dicha cantidad se puede indicar, en general, de diversas maneras conocidas por el experto en la técnica. La concentración puede comprender al menos una de una concentración molar, una concentración de equivalencia, una concentración en masa, una concentración en volumen y una concentración de partículas. Otras opciones, así como combinaciones, son factibles. Como ejemplo, en condiciones ambientales, la muestra puede ser una muestra líquida, el analito puede ser un analito sólido y la concentración se puede definir por medio de una proporción de la masa del analito sólido por volumen de la muestra líquida, por ejemplo, en g/l.

[0041] El término "muestra", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una entidad o alícuota arbitraria de al menos un material que se somete a un análisis. Específicamente, la muestra puede comprender al menos un fluido, tal como al menos un líquido y/o al menos un gas. La muestra puede estar comprendida en un espacio definido o definible o puede estar presente en un espacio abierto tal como en un entorno abierto. La muestra puede estar presente en un estado estático o puede fluir de forma continua o discontinua. La muestra puede, como ejemplo, ser un líquido puro o una mezcla homogénea o heterogénea, tal como una dispersión, una emulsión o una suspensión. Adicionalmente o de forma alternativa, se pueden usar mezclas de gases o mezclas de gases con líquidos o sólidos. Específicamente, la muestra puede contener átomos, iones, moléculas y macromoléculas, en particular macromoléculas biológicas tales como ácidos nucleicos, péptidos y proteínas, lípidos y metabolitos y también células biológicas y fragmentos de células. Sin embargo, en un modo de realización no englobado por la redacción de las reivindicaciones, las muestras también pueden ser o comprender soluciones de calibración, soluciones de referencia, soluciones de reactivos o soluciones que contienen concentraciones de analito estandarizadas, denominadas estándares.

[0043] Las muestras típicas que se van a analizar pueden ser líquidos corporales. El término "fluido corporal", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un fluido que se origina en al menos un cuerpo, específicamente en al menos un cuerpo humano. Específicamente, el fluido corporal puede comprender al menos una solución acuosa. Como ejemplo, el fluido corporal puede comprender al menos uno de sangre, plasma, suero, orina, fluido cefalorraquídeo, fluido lagrimal, suspensiones celulares, sobrenadantes celulares, extractos celulares, lisados tisulares, saliva, lágrima y fluido intersticial.

[0045] Las etapas de procedimiento se pueden realizar en el orden dado. Sin embargo, cabe señalar que también puede ser posible un orden diferente. Además, una o más de las etapas de procedimiento se pueden realizar una vez o repetidamente. Además, se pueden realizar dos o más de las etapas de procedimiento simultáneamente o de un modo superpuesto en el tiempo. El procedimiento puede comprender otras etapas de procedimiento que no se enumeran.

[0046] El término "dispositivo sensor", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un detector configurado para al menos uno de determinar cualitativa y cuantitativamente al menos una propiedad de otro objeto o entidad, tal como configurado para al menos uno de analizar cualitativa y cuantitativamente al menos un sujeto de investigación. Específicamente, el dispositivo sensor se puede configurar para detectar cualitativa y/o cuantitativamente al menos un analito en la muestra, específicamente con un alto grado de sensibilidad. El dispositivo sensor se puede configurar específicamente para determinar la concentración de al menos un analito en la muestra. El dispositivo sensor comprende al menos un transistor de efecto de campo. El término "transistor de efecto de campo", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento semiconductor funcional que comprende al menos un electrodo de fuente, al menos un electrodo de drenaje y al menos un electrodo de puerta. El término "electrodo", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento funcional configurado para realizar una medición de corriente y/o una medición de voltaje y/o configurado para aplicar una corriente y/o un potencial eléctrico y/o un voltaje a un elemento en contacto eléctrico con el electrodo. En particular, el electrodo puede comprender un material conductor y/o semiconductor. Como ejemplo, el electrodo puede comprender al menos un material metálico y/o al menos un material semiconductor orgánico o inorgánico, teniendo al menos una superficie conductora o semiconductora. La propia superficie puede formar el electrodo o una parte del electrodo. Como ejemplo, el electrodo puede comprender al menos un material, específicamente al menos un material de superficie, que tiene una conductividad eléctrica de al menos 1 S/m, por ejemplo, al menos 1.000.000 S/m, ya sea isotrópica o anisotrópicamente en al menos una dirección. El electrodo de fuente, el electrodo de drenaje y el electrodo de puerta del transistor de efecto de campo pueden ser cada uno aplicables individualmente con al menos un potencial eléctrico predefinido. El potencial puede ser un potencial constante o un potencial variable. En general, se puede dar un potencial con respecto a tierra. Como ejemplo, se puede dar un potencial de puerta V<G>con respecto a tierra. Sin embargo, como se usa comúnmente, el potencial de puerta V<G>también se puede referir a una diferencia de potencial entre el electrodo de fuente y el electrodo de puerta del transistor de efecto de campo. Una diferencia de potencial entre dos electrodos se puede denominar, en general, un voltaje. Como ejemplo, un voltaje de drenaje-fuente V<DS>se refiere en general a una diferencia de potencial entre el electrodo de drenaje y el electrodo de fuente del transistor de efecto de campo. De forma análoga, una corriente de drenaje-fuente I<DS>se refiere en general a una corriente entre el electrodo de drenaje y el electrodo de fuente.

[0048] En general, el transistor de efecto de campo comprende además al menos un canal. El término "canal", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un componente semiconductor o a una parte del mismo configurado para conducir una corriente entre el electrodo de fuente y el electrodo de drenaje. El canal puede tener al menos un material semiconductor y/o al menos un material semiconductor impurificado. El material semiconductor puede ser o puede comprender al menos uno de un material semiconductor inorgánico y un material semiconductor orgánico. Típicamente, un material semiconductor presenta una conductividad eléctrica σ de 10<-6>S/m < σ < 10<6>S/m. En el campo de los semiconductores orgánicos, sin embargo, debido al impacto de las bajas movilidades de portadores de carga, debido a los orbitales moleculares y/o debido a las bajas densidades de portadores de carga, sin embargo, esta descripción a menudo no es completamente aplicable. Por tanto, los materiales conductores orgánicos se indican a menudo como semiconductores orgánicos, aunque su conductividad puede ser mayor de 10<6>S/m, tal como el grafeno, o menor de 10<-6>S/m.

[0050] En particular, el material semiconductor puede comprender una, dos o más regiones, preferentemente de dos a diez regiones, más preferentemente tres regiones, en el que cada región puede estar impurificada de tipo n o impurificada de tipo p. Específicamente, el material semiconductor puede comprender un material semiconductor inorgánico y/u orgánico. El canal puede ser capaz de conducir una corriente entre el electrodo de fuente y el electrodo de drenaje solo en condiciones externas específicas. Las condiciones pueden incluir una temperatura del canal y/o el voltaje o potencial eléctrico aplicado al canal ya sea directamente, por ejemplo, por medio de una superficie del canal, o por medio del electrodo de puerta o por medio de un electrodo externo. En particular, el canal puede estar constituido por al menos un material semiconductor, tal como por al menos una capa semiconductora. Como ejemplo, se pueden usar materiales semiconductores inorgánicos y/u orgánicos. El electrodo de puerta puede estar en contacto físico directo con el canal. En esta configuración, el transistor de efecto de campo se puede denominar, en general, "transistor de efecto de campo de puerta no aislada" (NIGFET). En particular, el electrodo de puerta puede ser al menos parcialmente idéntico al canal o a una superficie del canal. De forma alternativa, el electrodo de puerta puede estar en contacto físico indirecto con el canal, por ejemplo, usando uno o más materiales eléctricamente aislantes interpuestos entre el electrodo de puerta y el canal. En esta configuración, el transistor se puede denominar, en general, "transistor de efecto de campo de puerta aislada" (IGFET).

[0051] El transistor de efecto de campo de puerta aislada se puede implementar específicamente como un "transistor de efecto de campo metal-aislante-semiconductor" (MISFET). El electrodo de puerta puede comprender al menos un metal que se puede aislar del canal mediante al menos un material de aislamiento eléctrico. El canal puede comprender al menos un material semiconductor. Por tanto, el transistor de efecto de campo, específicamente el MISFET, puede comprender al menos un material aislante también denominado material dieléctrico o, simplemente, dieléctrico. Específicamente, el aislamiento del electrodo de puerta del canal puede estar constituido por un óxido. En esta configuración, el transistor de efecto de campo se puede denominar, en general, "transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor" (MOSFET). Sin embargo, otros materiales para el aislamiento del electrodo de puerta son factibles. El canal del transistor de efecto de campo puede estar en contacto físico con una solución de electrolito, que puede constituir o formar parte del electrodo de puerta. Se puede formar una doble capa iónica, que puede servir como aislamiento del electrodo de puerta del canal. En esta configuración, el transistor de efecto de campo se puede denominar "FET de puerta de solución o de puerta líquida". La solución de electrolito puede comprender sustancias que pueden influir en el potencial aplicado al canal tras la estrecha proximidad o adsorción al canal y/o el aislamiento del canal, permitiendo, por tanto, la detección de especies químicas. En esta configuración, el transistor de efecto de campo se puede denominar "transistor de efecto de campo químico" o ChemFET. En particular, un ChemFET se puede configurar para la detección de especies iónicas que forman un "transistor de efecto de campo sensible a iones" (ISFET) que puede ser sensible a H<+>y/u otras especies iónicas. Una capa sensible a especies iónicas, tal como Al<2>O<3>, Si<3>N<4>o Ta<2>O<5>, puede estar en contacto con el canal o puede formar parte del electrodo de puerta del ISFET y/o puede formar parte del canal y el electrodo de puerta. En otra configuración, el ChemFET puede comprender una capa de enzimas inmovilizadas como parte del electrodo de puerta y/o el canal del transistor de efecto de campo. En esta configuración, el transistor de efecto de campo se puede denominar "transistor de efecto de campo enzimático" (ENFET). La unión de la enzima al analito puede afectar al potencial aplicado al canal y permitir la detección del analito. Por tanto, el ENFET es un ejemplo de un biosensor basado en transistor de efecto de campo (BioFET). Como BioFET, el transistor de efecto de campo puede comprender una capa de biomoléculas inmovilizadas como elementos de biorreconocimiento que se pueden unir a una o más especies de moléculas, específicamente biomoléculas, donde la reacción de unión puede afectar directa o bien indirectamente al potencial aplicado al canal.

[0053] El transistor de efecto de campo se puede implementar además como un "transistor de efecto de campo de puerta extendida" (EGFET). El término "transistor de efecto de campo de puerta extendida", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un transistor de efecto de campo que comprende un electrodo de puerta configurado para permitir una separación espacial del canal del transistor de efecto de campo de un procedimiento o reacción que establece o afecta al potencial del electrodo de puerta. Dicho electrodo, en general, se puede denominar "electrodo de puerta extendida". Por tanto, el electrodo de puerta, como ejemplo, puede comprender al menos una porción que está en contacto con el material que se va a detectar o con la muestra, y, opcionalmente, al menos una porción que está en estrecha proximidad con el canal, por ejemplo, estando separada del canal solo por al menos una capa de material aislante, en el que las porciones están conectadas eléctricamente. Por tanto, el electrodo de puerta extendida de un transistor de efecto de campo de puerta extendida puede permitir separar físicamente el procedimiento de aplicar un potencial al canal y el procedimiento de aplicar un potencial al electrodo de puerta.

[0055] El transistor de efecto de campo puede comprender al menos un sustrato. El sustrato puede tener propiedades y función puramente mecánicas, tal como para portar los componentes mencionados anteriormente del transistor de efecto de campo. De forma alternativa, sin embargo, el sustrato también puede ser total o parcialmente idéntico a uno o más de los componentes mencionados anteriormente. Por tanto, como ejemplo, el al menos un canal se puede realizar total o parcialmente dentro del sustrato.

[0057] El dispositivo sensor comprende además al menos un electrodo de detección. El término "electrodo de detección", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un electrodo configurado para exponerse a la muestra con el analito. El electrodo de detección se puede funcionalizar específicamente para interactuar con el analito como se describirá con más detalle a continuación. Como se indica, el electrodo de detección se conecta eléctricamente al electrodo de puerta. En este caso, se puede evitar el contacto directo entre la muestra y el electrodo de puerta. Adicionalmente o de forma alternativa, el electrodo de detección se integra o incorpora en el electrodo de puerta. Por tanto, el electrodo de puerta puede ser o puede comprender el electrodo de detección. Específicamente, el electrodo de detección puede ser un electrodo de puerta extendida de un EGFET. En cualquier caso, un voltaje aplicado al electrodo de detección se puede transferir al electrodo de puerta. Sin embargo, el potencial eléctrico aplicado al electrodo de detección se puede ver afectado por el analito, específicamente para el electrodo de detección que se funcionaliza con respecto al analito. El potencial eléctrico aplicado al electrodo de detección se puede aplicar al electrodo de detección por medio de la muestra, específicamente usando al menos un electrolito, más específicamente al menos una solución de electrolito. Por tanto, una concentración del analito en la muestra puede afectar a un potencial aplicado al electrodo de puerta y, en consecuencia, a un campo eléctrico observado por el canal del transistor de efecto de campo. Como ejemplo, el analito puede comprender iones que afectan al campo eléctrico, por ejemplo, apantallando un campo eléctrico aplicado externamente. Por tanto, la concentración del analito puede afectar finalmente a la respuesta eléctrica del transistor de efecto de campo, por ejemplo, una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo generada a un voltaje de drenajefuente V<DS>específico.

[0059] El dispositivo sensor comprende además al menos un dispositivo de control. El término "dispositivo de control", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado normal y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un dispositivo electrónico arbitrario configurado para al menos uno de monitorizar, regular y controlar una o más operaciones del transistor de efecto de campo. El dispositivo de control se puede configurar para controlar o establecer al menos un voltaje en un electrodo del transistor de efecto de campo. El dispositivo de control se puede configurar para medir al menos una corriente entre dos electrodos del transistor de efecto de campo. El dispositivo de control se puede configurar para controlar o establecer al menos una corriente entre dos electrodos del transistor de efecto de campo. El dispositivo de control se puede configurar para medir al menos un voltaje en un electrodo del transistor de efecto de campo. Pueden ser factibles combinaciones de las opciones indicadas. El dispositivo de control puede comprender al menos una unidad de medida de fuente (SMU). El dispositivo de control puede comprender al menos una fuente de alimentación. El dispositivo de control puede comprender al menos uno de un multímetro, un voltímetro, un amperímetro y un ohmímetro.

[0061] El dispositivo de control puede específicamente ser o puede comprender al menos un galvanostato, también conocido como amperostato. Por tanto, el dispositivo de control se puede configurar para mantener al menos una corriente constante, específicamente la corriente de drenaje-fuente I<DS>, mientras se mide al menos un voltaje, específicamente el voltaje de drenaje-fuente V<DS>. Por tanto, el transistor de efecto de campo, que, como se dice, puede específicamente ser un MOSFET, se puede conectar o ser conectable al galvanostato, por ejemplo, usando al menos una conexión cableada. Más específicamente, al menos el electrodo de fuente y el electrodo de drenaje del transistor de efecto de campo pueden ser conectables al galvanostato. El dispositivo de control puede comprender al menos una tierra. El galvanostato se puede conectar a tierra. El dispositivo de control puede comprender al menos una salida, específicamente al menos una salida analógica, en el que la salida analógica se puede configurar para aplicar al menos un potencial, específicamente el potencial de puerta V<G>. La salida analógica se puede conectar a tierra. Por tanto, el potencial de puerta V<G>se puede aplicar con respecto a tierra. El dispositivo de control también puede comprender al menos una salida y/o interfaz digital, por ejemplo, para la comunicación con al menos un dispositivo y/o usuario externo.

[0063] El dispositivo de control puede comprender al menos una unidad de procesamiento. El término "unidad de procesamiento", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un dispositivo arbitrario adaptado para realizar las operaciones nombradas, preferentemente usando al menos un dispositivo de procesamiento de datos y, más preferentemente, usando al menos un procesador y/o al menos un circuito integrado específico de la aplicación. Como ejemplo, la unidad de procesamiento puede comprender al menos un dispositivo de procesamiento de datos que tiene un código de programa informático almacenado en el mismo que comprende una serie de instrucciones de ordenador. La unidad de procesamiento puede proporcionar uno o más elementos de equipo físico para realizar una o más de las operaciones nombradas y/o puede proporcionar uno o más procesadores con programa informático ejecutándose en los mismos para realizar una o más de las operaciones nombradas. Como ejemplo, la unidad de procesamiento puede comprender uno o más dispositivos programables tales como uno o más ordenadores, circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC), procesadores de señales digitales (DSP) o matrices de puertas programables en campo (FPGA). Sin embargo, adicionalmente o de forma alternativa, la unidad de procesamiento también se puede realizar total o parcialmente por equipo físico. La unidad de procesamiento se puede configurar específicamente para realizar al menos un ciclo de medición. Se puede proporcionar una información determinada por la unidad de procesamiento a al menos uno de otro aparato y/o a un usuario, específicamente en al menos uno de una forma electrónica, visual, acústica o táctil. La información determinada por la unidad de procesamiento se puede almacenar en un almacenamiento de memoria y/o en un dispositivo de almacenamiento separado y/o se puede transmitir por medio de al menos una interfaz, tal como una interfaz inalámbrica y/o una interfaz por cable. La unidad de procesamiento se puede configurar además para controlar al menos una porción del dispositivo de detección, específicamente al menos una porción del dispositivo de control.

[0065] El dispositivo de control se configura para aplicar los parámetros de funcionamiento al transistor de efecto de campo. El término "parámetro de funcionamiento", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un parámetro, específicamente a un parámetro eléctrico, que es característico para un funcionamiento específico de un dispositivo, específicamente del transistor de efecto de campo. En otras palabras, los parámetros de funcionamiento pueden definir el funcionamiento del transistor de efecto de campo. Específicamente, los parámetros de funcionamiento pueden definir y/o especificar al menos uno de: qué voltajes y/o potenciales se aplican a qué electrodos del transistor de efecto de campo; qué corrientes se aplican a qué electrodos del transistor de efecto de campo; qué voltajes y/o potenciales se miden entre qué electrodos del transistor de efecto de campo; qué corrientes se miden entre qué electrodos de los transistores de efecto de campo. Otras opciones, así como combinaciones, son factibles. Los parámetros de funcionamiento se pueden referir, en general, tanto a un tipo de un parámetro, por ejemplo, un voltaje o una corriente, como a un valor del parámetro, por ejemplo, 1 V o 1 A. A continuación, se explicarán otros detalles y modos de realización. Los parámetros de funcionamiento se pueden referir adicionalmente o de forma alternativa a una conformación de un parámetro. Como se indica, los parámetros de funcionamiento pueden comprender, por ejemplo, un voltaje o una corriente. Como también se explicará con más detalle a continuación, el voltaje o la corriente pueden ser, por ejemplo, CA o CC o comprender pulsos o señales periódicas que pueden definir la conformación del voltaje o la corriente. Los parámetros de funcionamiento que se refieren a la conformación de un parámetro pueden ser, sin limitación, por ejemplo, una frecuencia o un tiempo de pulso.

[0067] El dispositivo de control se configura para monitorizar al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo. El término "señal", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una entidad o función usada para portar información. Específicamente, la señal puede comprender al menos una señal eléctrica. Más específicamente, la señal puede comprender al menos uno de un voltaje y una corriente. Por tanto, la señal puede comprender al menos una señal analógica. Adicionalmente o de forma alternativa, la señal puede comprender al menos una señal digital, por ejemplo, una señal procesada o al menos preprocesada. La señal puede variar con el tiempo. La señal puede comprender al menos una señal de CA. Adicionalmente o de forma alternativa, la señal puede comprender al menos una señal de CC. Anteriormente y en lo siguiente, CA se refiere a corriente alterna y CC se refiere a corriente continua, como se usa en general por el experto en la técnica. La señal puede responder, específicamente eléctricamente, a un cambio observable en un entorno que influye en la señal. Como ejemplo, la señal puede ser la corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo que se puede ver afectada por una corriente de drenaje-fuente V<DS>aplicada y un potencial de puerta V<G>aplicado más una presencia de un analito que afecta a un campo eléctrico real observado por el canal del transistor de efecto de campo.

[0069] El término "valor de señal", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un valor que describe una propiedad mensurable de la señal, tal como una intensidad de la señal. Como se dice, la señal puede comprender específicamente al menos una señal eléctrica, más específicamente al menos uno de un voltaje y una corriente. Como se dice además, la señal puede comprender al menos una señal de CC. Por tanto, el valor de señal puede comprender al menos uno de un valor de voltaje y un valor de corriente también denominado intensidad de corriente. Como también se dice, la señal puede comprender al menos una señal de CA. Por tanto, el valor de señal puede comprender al menos uno de una amplitud, un valor medio tal como una polarización de CC, una frecuencia, una fase, una diferencia de fase y un ciclo de trabajo. En general, la señal puede estar sujeta a ruido, por ejemplo, ruido 1/f, como conocerá el experto en la técnica. El ruido puede distorsionar los valores de la señal monitorizada y, por tanto, deteriorar la fiabilidad de una medición. El ruido también puede depender específicamente del entorno que influye en la señal. Por tanto, como ejemplo, puede ser conveniente encontrar parámetros de funcionamiento que den lugar al menor ruido posible.

[0071] La etapa de selección de parámetros, etapa ii., comprende realizar una pluralidad de mediciones de evaluación con el transistor de efecto de campo usando diversos conjuntos de candidatos de parámetros de funcionamiento y seleccionando el conjunto de parámetros de funcionamiento de acuerdo con al menos un criterio de optimización monitorizado durante las mediciones de evaluación. El término "medición de evaluación", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una medición o premedición realizada para encontrar una configuración de medición adecuada u óptima para una medición de interés real realizada posteriormente. Específicamente, las mediciones de evaluación pueden ser premediciones realizadas para encontrar los mejores parámetros de funcionamiento para determinar posteriormente la concentración del analito en la muestra. Como ejemplo, las mediciones de evaluación se pueden usar para encontrar parámetros de funcionamiento que produzcan el menor ruido posible, como se indica anteriormente.

[0073] El término "candidato de parámetro de funcionamiento", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un parámetro de funcionamiento aplicado durante las mediciones de evaluación. Por tanto, el candidato de parámetro de funcionamiento puede ser un posible parámetro de funcionamiento para determinar la concentración del analito, dicho posible parámetro de funcionamiento se va a someter a prueba de antemano en al menos una medición de evaluación. Específicamente, como se indica, los candidatos de parámetros de funcionamiento se pueden aplicar al transistor de efecto de campo en conjuntos. En otras palabras, se pueden aplicar uno o más candidatos de parámetros de funcionamiento al transistor de efecto de campo conjuntamente, específicamente de forma simultánea, como un conjunto. Como ejemplo, se puede aplicar un voltaje de drenaje-fuente V<DS>específico combinado con un potencial de puerta V<G>específico al transistor de efecto de campo y se puede medir una corriente de drenaje-fuente I<DS>correspondiente en una medición de evaluación. Además, en este ejemplo, dicho procedimiento se puede repetir para un número de conjuntos de voltajes de drenaje-fuente V<DS>y potenciales de puerta V<G>específicos y, finalmente, se puede seleccionar el conjunto específico para determinar la concentración del analito que proporciona, por ejemplo, el menor ruido en la corriente de drenaje-fuente I<DS>medida. Una pluralidad de otras opciones son factibles y otros modos de realización se explicarán a continuación.

[0075] El término "criterio de optimización", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un criterio que se usa para optimizar al menos un procedimiento, específicamente al menos una medición tal como determinar la concentración del analito en la muestra. El criterio de optimización, como ejemplo, puede ser o puede comprender al menos una condición diana que se debe cumplir en la medida de lo posible. Para propósitos de optimización, se pueden usar desviaciones del cumplimiento de la condición diana. Específicamente, se pueden comparar uno o más conjuntos de candidatos de parámetros de funcionamiento de acuerdo con el criterio de optimización y se puede seleccionar el conjunto específico que proporciona el mejor resultado de acuerdo con el criterio de optimización. Por tanto, se puede determinar al menos un valor mensurable que, para cada conjunto de parámetros de funcionamiento, describe una desviación de un resultado que se logra usando el conjunto de parámetros de funcionamiento a partir de un resultado diana que se define por el al menos un criterio diana, y se puede usar el valor mensurable para seleccionar el conjunto óptimo de parámetros de funcionamiento.

[0077] El término "monitorización", incluida cualquier variación gramatical del mismo, como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una acción de al menos uno de medir, rastrear, localizar, observar y registrar al menos una entidad, por ejemplo, el criterio de optimización como se indica anteriormente, específicamente durante un periodo de tiempo, tal como de forma continua o repetida durante el al menos un periodo de tiempo. Específicamente, monitorizar el criterio de optimización durante las mediciones de evaluación puede comprender evaluar el criterio de optimización para al menos un candidato de parámetro de funcionamiento. Por tanto, puede ser posible comparar diferentes candidatos de parámetros de funcionamiento monitorizando el criterio de optimización. Como ejemplo, el parámetro de optimización puede ser una proporción señal-ruido (SNR), que se puede determinar para diferentes candidatos de parámetros de funcionamiento tales como, por ejemplo, potenciales de puerta V<G>específicos y/o voltajes de drenaje-fuente V<DS>específicos. Al monitorizar la proporción señal-ruido (SNR), se pueden identificar, por ejemplo, los candidatos de parámetros de funcionamiento que proporcionan la proporción señal-ruido (SNR) más alta.

[0079] De este modo, la determinación de la concentración del analito en la muestra se puede optimizar de acuerdo con el criterio de optimización. Obviamente, una elección diferente del criterio de optimización puede dar lugar a que se seleccione un conjunto diferente de candidatos de parámetros de funcionamiento como parámetros de funcionamiento. Como ejemplo y como ya se ha indicado, el criterio de optimización se puede referir a un ruido de señal, de modo que se puede seleccionar un conjunto de parámetros de optimización que, en comparación, da lugar al ruido de señal más bajo. A continuación, se explicarán otros detalles y modos de realización.

[0081] La etapa de medición, etapa iii., comprende detectar la concentración del analito aplicando el conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. al transistor de efecto de campo y determinando al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo. Específicamente, se pueden aplicar potenciales, voltajes y/o corrientes seleccionados a los electrodos seleccionados del transistor de efecto de campo. Como ejemplo, como ya se indica, se puede aplicar una combinación seleccionada de un voltaje de drenaje-fuente V<DS>y un potencial de puerta V<G>al transistor de efecto de campo y se puede medir una corriente de drenaje-fuente I<DS>correspondiente como valor de señal. Como se dice, otras opciones son factibles y otros modos de realización se explicarán a continuación. En base al valor de señal determinado, se puede determinar la concentración del analito usando al menos una relación conocida entre el valor de señal determinado y la concentración, por ejemplo, una tabla de consulta o una función de transferencia. La relación se puede determinar, por ejemplo, en al menos una calibración, específicamente usando al menos un calibrador. A continuación, se darán otros detalles.

[0083] El conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. puede comprender al menos dos parámetros de funcionamiento seleccionados del grupo que consiste en: un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo; una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo. El potencial de puerta V<G>se puede aplicar de diversas formas. El potencial de puerta V<G>se puede aplicar como un potencial constante o como un potencial variable, en el que el potencial variable puede comprender, por ejemplo, niveles de CC predefinidos o un voltaje de CA que tiene una frecuencia predefinida. Además, se pueden variar los parámetros galvanostáticos tales como una velocidad de adquisición, pulsos o etapas. Por tanto, usar un voltaje o corriente específico como parámetro de funcionamiento puede comprender usar específicamente al menos uno de una magnitud, una fase y una frecuencia del voltaje o la corriente como parámetro de funcionamiento. En general, se puede usar al menos una característica del voltaje o la corriente como parámetro de funcionamiento.

[0085] El dispositivo sensor, tal como el dispositivo de control, se puede configurar para aplicar un potencial de puerta V<G>al electrodo de puerta del transistor de efecto de campo por medio de la muestra y el electrodo de detección y otro para monitorizar un voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr una corriente de drenaje-fuente I<DS>predefinida. Por tanto, el voltaje de drenaje-fuente V<DS>puede ser, específicamente, el valor de señal determinado en la etapa iii. a partir del cual se deriva la concentración del analito. Como se dice, el dispositivo de control puede comprender al menos una salida analógica. Como ejemplo, el dispositivo de control y, específicamente, la salida analógica pueden aplicar el potencial de puerta V<G>a la muestra, por ejemplo, usando al menos un electrodo conectado a la muestra. Como ejemplo, la muestra puede comprender una solución de electrolito y el electrodo se puede insertar en la solución de electrolito. Pueden ser factibles otras opciones. Como ya se indica, el electrodo de detección se puede exponer específicamente a la muestra y funcionalizarse con respecto al analito. Por tanto, el potencial de puerta V<G>aplicado se puede ver afectado por la muestra y, específicamente, por el analito. Específicamente, como ya se indica, el campo eléctrico correspondiente en el canal del transistor de efecto de campo se puede ver afectado por el analito. Por lo tanto, la corriente de drenaje-fuente I<DS>inducida se puede ver afectada por el analito. Como se dice, la corriente de drenaje-fuente I<DS>, que es un parámetro de funcionamiento seleccionado, se puede predefinir. Por tanto, la corriente de drenaje-fuente I<DS>se puede mantener en su estado predefinido, es decir, constante, usando el dispositivo de control. En otras palabras, el dispositivo de control, que puede, como se dice específicamente, comprender un galvanostato, se puede configurar para mantener la corriente de drenaje-fuente I<DS>predefinida como se selecciona en la etapa ii. Esto se puede lograr, específicamente, variando en consecuencia el voltaje de drenaje-fuente V<DS>como entenderá el experto en la técnica. En otras palabras, el dispositivo de control se puede configurar para reajustar o regular la corriente de drenaje-fuente I<DS>variando el voltaje de drenaje-fuente V<DS>. Como se dice, el dispositivo de control se puede configurar además para monitorizar el voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>predefinida. Como el experto en la técnica también entenderá en vista de la descripción dada anteriormente, al monitorizar los cambios llevados a cabo en el voltaje de drenaje-fuente V<DS>, se puede derivar la concentración del analito.

[0087] El dispositivo de control puede comprender al menos un bucle de retroalimentación para controlar el voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>. El término "bucle de retroalimentación", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una entidad, específicamente a un circuito eléctrico o una porción de un circuito eléctrico, configurada para alimentar una respuesta de señal generada usando una señal de entrada y un sistema de vuelta a la señal de entrada, y/o acoplando una señal o una cantidad derivada de la señal de vuelta a un origen de la señal. Como se dice, la corriente de drenaje-fuente I<DS>se puede ver afectada por el analito en la muestra, pero aún se puede mantener como se predefine por el dispositivo de control. El bucle de retroalimentación se puede configurar para medir la corriente de drenaje-fuente I<DS>, específicamente la corriente de drenaje-fuente I<DS>real afectada por el analito, y además para acoplar la corriente de drenaje-fuente I<DS>medida de nuevo al dispositivo de control. Por tanto, el dispositivo de control se puede configurar para determinar y aplicar un voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr de nuevo la corriente de drenaje-fuente I<DS>predefinida usando el bucle de retroalimentación.

[0089] El conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. puede comprender un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo que se va a aplicar a la muestra y una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo que se va a aplicar al transistor de efecto de campo durante la detección de la concentración del analito. La etapa iii. puede comprender determinar un voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>como el valor de señal y puede comprender además derivar la concentración del analito a partir del voltaje de drenaje-fuente V<DS>. Análogamente a lo anterior, en base al voltaje de drenaje-fuente V<DS>determinado como valor de señal, se puede determinar la concentración del analito usando al menos una relación conocida entre el voltaje de drenaje-fuente V<DS>determinado y la concentración, por ejemplo, una tabla de consulta o una función de transferencia. La relación conocida se puede determinar, por ejemplo, en al menos una calibración, específicamente usando al menos un calibrador.

[0091] El criterio de optimización se puede relacionar con al menos un valor de criterio de optimización mensurable. Específicamente, el valor del criterio de optimización puede ser cuantificable y/o comparable. El valor del criterio de optimización se puede seleccionar del grupo que consiste en: una proporción señal-ruido SNR; una intensidad de señal; un ruido de señal; una deriva de señal. Como ya se indica, un ruido de señal bajo puede facilitar, por ejemplo, mediciones fiables. Como sabrá el experto en la técnica, a este respecto, la relación entre la intensidad de la señal y el ruido de la señal puede ser especialmente decisiva, lo que, en general, se puede abordar mediante la proporción señal-ruido SNR, es decir, el cociente de la intensidad de señal con respecto a la intensidad de ruido. Como ejemplo, puede ser aceptable más ruido para mediciones fiables si la intensidad de la señal es todavía considerablemente mayor en comparación. Como sabrá además el experto en la técnica, una señal se puede desviar a lo largo del tiempo por diversos motivos, tales como condiciones ambientales variables o una variación de al menos un componente dentro del dispositivo sensor, específicamente dentro del transistor de efecto de campo, por ejemplo, debido a una degradación del material. Dicha deriva, similar al ruido mencionado anteriormente, también puede tener un efecto sobre los valores de señal monitorizados y, por tanto, sobre la fiabilidad de una medición.

[0093] El conjunto de parámetros de funcionamiento en la etapa ii. se puede seleccionar seleccionando los parámetros de funcionamiento de una medición de evaluación que da como resultado uno de un valor de criterio de optimización máximo y un valor de criterio de optimización mínimo monitorizados durante las mediciones de evaluación. Como ejemplo, el conjunto de parámetros de funcionamiento en la etapa ii. se puede seleccionar seleccionando los parámetros de funcionamiento de una medición de evaluación que da como resultado al menos una de una proporción señal-ruido SNR máxima, una intensidad de señal máxima, un ruido de señal mínimo y una deriva de señal mínima. Específicamente, el conjunto de parámetros de funcionamiento en la etapa ii. se puede seleccionar seleccionando los parámetros de funcionamiento de una medición de evaluación que da como resultado una proporción señal-ruido SNR máxima. Dicha selección puede facilitar mediciones precisas y fiables, específicamente una determinación precisa y fiable de la concentración del analito en la muestra. De esta manera, se pueden encontrar los parámetros de funcionamiento más adecuados para cada medición específica usando medidas que ahorran recursos y rápidamente adaptables. Específicamente, se puede evitar un cambio bastante complejo de los componentes de equipo físico.

[0095] Realizar las mediciones de evaluación en la etapa ii. puede comprender realizar posteriormente mediciones de evaluación individuales. Cada medición de evaluación puede comprender variar un parámetro de funcionamiento mientras se mantienen constantes otros parámetros de funcionamiento. De esta manera, se puede rastrear un efecto de variación del parámetro de funcionamiento de forma aislada y, por tanto, de forma más fiable. Como ya se explica, el potencial de puerta V<G>y la corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo se pueden usar específicamente como parámetros de funcionamiento y se pueden aplicar al transistor de efecto de campo de forma combinada dentro de un conjunto durante una medición de evaluación. Al menos una medición de evaluación puede comprender variar el potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo, específicamente mientras se mantiene constante la corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo. Por tanto, se puede investigar un efecto de variación del potencial de puerta V<G>y se puede determinar un potencial de puerta V<G>óptimo. Adicionalmente o de forma alternativa, al menos una medición de evaluación puede comprender variar una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo, específicamente mientras se mantiene constante un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo. Por tanto, se puede investigar un efecto de variación de la corriente de drenaje-fuente I<DS>y se puede determinar una corriente de drenaje-fuente I<DS>óptima. Finalmente, el potencial de puerta V<G>óptimo determinado y la corriente de drenajefuente I<DS>óptima determinada se pueden aplicar al transistor de efecto de campo para determinar la concentración del analito en la muestra. Otros tipos de mediciones de evaluación pueden ser factibles y un orden de las mediciones de evaluación puede ser variable.

[0097] En general, la etapa ii. comprende seleccionar un primer parámetro de funcionamiento para la etapa iii. realizando al menos una primera medición de evaluación que comprende variar el primer parámetro de funcionamiento mientras se mantienen constantes otros parámetros de funcionamiento. La etapa ii. comprende además mantener constante el primer parámetro de funcionamiento seleccionado en al menos otra medición de evaluación realizada para seleccionar al menos otro parámetro de funcionamiento para la etapa iii. En general, los términos "primero", "segundo" y, si corresponde, otras numeraciones se usan simplemente en el presente documento como nomenclatura, sin indicar un orden o clasificación. Como se indica, el primer parámetro de funcionamiento puede comprender el potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo y el otro parámetro de funcionamiento puede comprender la corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo.

[0099] La etapa ii. comprende realizar las mediciones de evaluación en condiciones experimentales correspondientes a la etapa iii. Específicamente, la etapa ii. comprende realizar las mediciones de evaluación usando la misma muestra que en la etapa iii. Adicionalmente, la etapa ii. puede comprender realizar las mediciones de evaluación en las mismas condiciones ambientales, por ejemplo, temperatura o humedad, que en la etapa iii.

[0101] Además, la etapa ii. puede comprender realizar las mediciones de evaluación usando la misma configuración y/o ajustes para el dispositivo de detección, específicamente para el dispositivo de control. Específicamente, la etapa ii. puede comprender realizar las mediciones de evaluación usando el mismo intervalo de medición que en la etapa iii.

[0103] La etapa ii. se puede volver a realizar cuando se cambia un intervalo de medición en la etapa iii. El término "intervalo de medición", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a al menos un intervalo durante el cual se lleva a cabo una medición. El intervalo de medición puede comprender un valor inicial y un valor final y/o un valor mínimo y un valor máximo, que definen el intervalo. Como ya sabrá el experto en la técnica, específicamente con respecto a las mediciones que involucran transistores de efecto de campo, se puede realizar un barrido de al menos una entidad, por ejemplo, el potencial de puerta V<G>, a través de un intervalo de medición elegido durante una medición, tal como cuando se registra una curva de transferencia del transistor de efecto de campo. En este ejemplo, el potencial de puerta V<G>se puede variar, por ejemplo, de forma continua o usando niveles discretos, desde un valor inicial hasta un valor final, que definen el intervalo de medición del potencial de puerta V<G>en este caso. Se pueden aplicar consideraciones análogasmutatis mutandisa otros parámetros de transistores de efecto de campo y a otros parámetros en general, como entenderá el experto en la técnica. Los intervalos de medición pueden afectar al rendimiento del transistor de efecto de campo y, específicamente, al rendimiento del transistor de efecto de campo para un conjunto seleccionado de parámetros de funcionamiento. En otras palabras, diferentes parámetros de funcionamiento pueden ser más adecuados para un intervalo de medición diferente. Por tanto, al cambiar el intervalo de medición en la etapa iii., puede facilitar mediciones precisas y fiables para volver a realizar la etapa ii. y, al menos en algunos casos, para seleccionar un nuevo conjunto adaptado de parámetros de funcionamiento.

[0105] La etapa ii. puede comprender además realizar al menos una calibración que determina una relación entre la concentración del analito y el valor de señal del transistor de efecto de campo. El término "relación", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una conexión o asignación entre dos entidades. Específicamente, se puede medir un valor de señal usando el dispositivo sensor y la relación puede asignar el valor de señal medido a una concentración específica del analito. La relación puede comprender al menos una de una tabla de consulta, una función de transferencia, un algoritmo y un modelo. Por tanto, la relación se puede determinar, por ejemplo, proporcionando una pluralidad de muestras de prueba que tienen una concentración conocida del analito, y puede comprender además registrar los valores de señal correspondientes del transistor de efecto de campo para dichas muestras de prueba. Después de esto, se puede determinar una relación, tal como una curva de calibración, por ejemplo, por regresión. Por tanto, la relación puede comprender al menos un modelo entrenado, tal como un modelo entrenado por regresión u otros procedimientos conocidos por el experto en la técnica. La relación se puede determinar específicamente realizando una calibración antes de la medición real de interés.

[0106] El término "calibración", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un procedimiento para comparar un valor medido con un estándar conocido, es decir, una entidad que tiene al menos una propiedad conocida con precisión. La calibración puede comprender medir el estándar conocido y asignar el valor medido a la propiedad conocida. Específicamente, como también se explicará con más detalle a continuación, la calibración puede comprender determinar al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo para una muestra con una concentración conocida del analito y asignar además el valor de señal determinado a la concentración conocida.

[0108] La calibración puede comprender determinar una sensibilidad del dispositivo sensor. El término "sensibilidad", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una proporción de un cambio de un valor de salida en relación con un cambio de un valor de entrada correspondiente. Específicamente, la sensibilidad puede describir un cambio en un valor de señal determinado usando el dispositivo de detección en relación con un cambio en la concentración del analito. Más específicamente, la sensibilidad puede describir un cambio en un voltaje de drenaje-fuente<VDS>determinado para un cambio dado en la concentración del analito, es decir, una proporción del cambio de voltaje por cambio de concentración.

[0110] La calibración puede comprender usar al menos un calibrador, específicamente un conjunto que comprende una pluralidad de calibradores diferentes. El término "calibrador", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un estándar conocido, específicamente una muestra que tenga propiedades conocidas. Más específicamente, el calibrador puede comprender una muestra que tiene una concentración conocida del analito. Por tanto, al analizar el calibrador que tiene una concentración conocida del analito, la respuesta eléctrica del dispositivo sensor al analito se puede asignar a una concentración correspondiente del analito, como ya se explica anteriormente.

[0112] Como ya se indica además, el transistor de efecto de campo se puede seleccionar del grupo que consiste en: un transistor de efecto de campo de puerta extendida (EGFET); un transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET); un transistor de efecto de campo químicamente sensible (ChemFET); un transistor de efecto de campo biológico (BioFET); un transistor de efecto de campo enzimático (ENFET); un transistor de efecto de campo de puerta de solución o puerta líquida; un transistor de efecto de campo basado en grafeno. Específicamente, el transistor de efecto de campo puede ser un transistor de efecto de campo de puerta extendida (EGFET). El electrodo de detección puede ser un electrodo de puerta extendida. El electrodo de detección puede comprender al menos un componente funcional en su superficie. El componente funcional puede, como ejemplo, comprender al menos un compuesto químico depositado sobre al menos una superficie del electrodo de detección, tal como sobre una superficie metálica o una superficie de carbono eléctricamente conductora del electrodo de detección. El componente funcional, como ejemplo, se puede enlazar químicamente al electrodo de detección, tal como mediante al menos uno de un enlace covalente, un enlace de complejos, un enlace iónico, un enlace de hidrógeno, un enlace dipolar, un enlace de Van-der-Waals. El componente funcional se puede configurar para, directa y/o indirectamente, interactuar con el analito. El término "componente funcional", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un material, tal como un compuesto químico, una molécula, una mezcla o combinación química, que específicamente puede, por sí mismo, ser eléctricamente aislante, que puede, sin embargo, formar un enlace electrostático entre el analito y el electrodo de detección, de modo que un potencial electrostático del electrodo de detección se ve influenciado, por medio del componente funcional, por la presencia o ausencia del analito. Por tanto, el componente funcional puede comprender moléculas espaciadoras que, como ejemplo, se pueden unir a la superficie del electrodo de detección, por ejemplo, mediante uno o más de los enlaces identificados anteriormente, y que pueden comprender al menos un sitio de unión para el enlace al analito que se va a detectar. Las moléculas espaciadoras se pueden configurar de modo que el potencial electrostático del electrodo de detección difiera entre el caso en el que no hay analito presente y el caso en el que el analito está presente. El componente funcional puede ser capaz de unirse al analito, tal como mediante al menos uno de un enlace covalente, un enlace de complejos, un enlace iónico, un enlace de hidrógeno, un enlace dipolar, un enlace de Van-der-Waals. Para este propósito, el componente funcional puede comprender al menos un sitio de unión. Para otra información con respecto al componente funcional, se puede hacer referencia a las páginas 1 a 14, y específicamente a la página 8, de Gründler, Peter.Chemical sensors: An introduction for scientists and engineers.Springer Science & Business Media, 2007. El componente funcional puede comprender al menos un ionóforo, específicamente valinomicina. Adicionalmente o de forma alternativa, el componente funcional puede comprender al menos un compuesto receptor. El compuesto receptor puede ser capaz de interactuar con el al menos un analito, específicamente de unirse al al menos un analito, por ejemplo, mediante uno o más de los enlaces químicos mencionados anteriormente. El compuesto receptor puede ser capaz específicamente de unirse al al menos un analito seleccionado del grupo que consiste en: anticuerpos y fragmentos de los mismos, aptámeros, péptidos, enzimas, ácidos nucleicos, proteínas receptoras o dominios de unión de las mismas.

[0114] El analito se puede seleccionar del grupo que consiste en potasio; sodio. En general, cualquier analito configurado para afectar a una densidad de carga superficial, específicamente del electrodo de detección, puede ser factible. Esto puede incluir además, en general, proteínas, ADN y electrolitos. La muestra puede comprender un fluido corporal, específicamente al menos uno de sangre, plasma, suero, orina, fluido cefalorraquídeo, fluido lagrimal, suspensiones celulares, sobrenadantes celulares, extractos celulares, lisados tisulares, saliva, lágrima y fluido intersticial.

[0116] El procedimiento se puede implementar específicamente, al menos parcialmente, por ordenador, específicamente al menos una de las etapas ii. y iii. En referencia a los aspectos implementados por ordenador de la invención, una o más de las etapas de procedimiento o incluso todas las etapas de procedimiento del procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización divulgados en el presente documento se pueden realizar usando un ordenador o red informática. Por tanto, en general, se puede realizar cualquiera de las etapas de procedimiento, incluyendo la provisión y/o manipulación de datos usando un ordenador o red informática. En general, estas etapas de procedimiento pueden incluir cualquiera de las etapas de procedimiento, típicamente excepto por las etapas de procedimiento que requieren trabajo manual, tales como proporcionar las muestras y/o determinados aspectos de realizar las mediciones reales.

[0118] En el presente documento, se divulga y propone además un programa informático (no de acuerdo con la invención reivindicada) que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por el dispositivo sensor de acuerdo con uno cualquiera de los modos de realización divulgados anteriormente o a continuación con más detalle en referencia a un dispositivo sensor, provocan que el dispositivo sensor realice al menos una de las etapas ii. y iii. del procedimiento de acuerdo con uno cualquiera de los modos de realización divulgados anteriormente o a continuación con más detalle en referencia a un procedimiento. Específicamente, el programa informático se puede almacenar en un soporte de datos legible por ordenador y/o en un medio de almacenamiento legible por ordenador.

[0120] Como se usa en el presente documento, los términos "soporte de datos legible por ordenador" y "medio de almacenamiento legible por ordenador" se pueden referir específicamente a medios de almacenamiento de datos no transitorio, tal como un medio de almacenamiento de equipo físico que tiene almacenadas en el mismo instrucciones ejecutables por ordenador. El soporte de datos o medio de almacenamiento legible por ordenador específicamente puede ser o puede comprender un medio de almacenamiento, tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM) y/o una memoria de solo lectura (ROM).

[0122] Por tanto, específicamente, una o más de las etapas de procedimiento ii. y iii., como se indica anteriormente, se pueden realizar usando un ordenador o una red informática, preferentemente usando un programa informático.

[0123] En el presente documento, se divulga y se propone además un producto de programa informático (no de acuerdo con la invención reivindicada) que tiene medios de código de programa para realizar el procedimiento de acuerdo con la presente invención en uno o más de los modos de realización incluidos en el presente documento cuando el programa se ejecuta en un ordenador o red informática. Específicamente, los medios de código de programa se pueden almacenar en un soporte de datos legible por ordenador y/o en un medio de almacenamiento legible por ordenador.

[0124] En el presente documento, se divulga y se propone además un soporte de datos (no de acuerdo con la invención reivindicada) que tiene una estructura de datos almacenada en el mismo, que, después de cargarse en un ordenador o red informática, tal como en una memoria de trabajo o memoria principal del ordenador o red informática, puede ejecutar el procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización divulgados en el presente documento.

[0125] En el presente documento, se divulga y se propone además un producto de programa informático (no de acuerdo con la invención reivindicada) con medios de código de programa almacenados en un soporte legible por máquina, para realizar el procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización divulgados en el presente documento, cuando el programa se ejecuta en un ordenador o red informática. Como se usa en el presente documento, un producto de programa informático se refiere al programa como un producto comercializable. El producto puede existir, en general, en un formato arbitrario, tal como en formato impreso, o en un soporte de datos legible por ordenador y/o en un medio de almacenamiento legible por ordenador. Específicamente, el producto de programa informático se puede distribuir a través de una red de datos.

[0126] En el presente documento, se divulga y propone además una señal de datos modulada (no de acuerdo con la invención reivindicada) que contiene instrucciones legibles por un sistema informático o red informática para realizar el procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización divulgados en el presente documento.

[0127] En el presente documento, se divulga y propone además un medio de almacenamiento legible por ordenador (no de acuerdo con la invención reivindicada) que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por el dispositivo sensor de acuerdo con uno cualquiera de los modos de realización divulgados anteriormente o a continuación con más detalle en referencia a un dispositivo sensor, provocan que el dispositivo sensor realice al menos una de las etapas ii. y iii. del procedimiento de acuerdo con uno cualquiera de los modos de realización divulgados anteriormente o a continuación con más detalle en referencia a un procedimiento.

[0128] En referencia a los aspectos implementados por ordenador de la invención, una o más de las etapas de procedimiento o incluso todas las etapas de procedimiento del procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización divulgados en el presente documento se pueden realizar usando un ordenador o red informática. Por tanto, en general, se puede realizar cualquiera de las etapas de procedimiento, incluyendo la provisión y/o manipulación de datos usando un ordenador o red informática. En general, estas etapas de procedimiento pueden incluir cualquiera de las etapas de procedimiento, típicamente excepto por las etapas de procedimiento que requieran trabajo manual, tales como proporcionar las muestras y/o determinados aspectos de realizar las mediciones reales.

[0129] Específicamente, en el presente documento se divulga además:

[0130] - un ordenador o red informática que comprende al menos un procesador, en el que el procesador se adapta para realizar el procedimiento de acuerdo con uno de los modos de realización descritos en esta descripción, - una estructura de datos que se puede cargar en el ordenador que se adapta para realizar el procedimiento de acuerdo con uno de los modos de realización descritos en esta descripción mientras se está ejecutando la estructura de datos en un ordenador,

[0131] - un programa informático, en el que el programa informático se adapta para realizar el procedimiento de acuerdo con uno de los modos de realización descritos en esta descripción mientras se ejecuta el programa en un ordenador,

[0132] - un programa informático que comprende medios de programa para realizar el procedimiento de acuerdo con uno de los modos de realización descritos en esta descripción mientras se está ejecutando el programa informático en un ordenador o en una red informática,

[0133] - un programa informático que comprende medios de programa de acuerdo con el modo de realización precedente, en el que los medios de programa se almacenan en un medio de almacenamiento legible por un ordenador,

[0134] - un medio de almacenamiento, en el que una estructura de datos se almacena en el medio de almacenamiento y en el que la estructura de datos se adapta para realizar el procedimiento de acuerdo con uno de los modos de realización descritos en esta descripción después de haberse cargado en un almacenamiento principal y/o de trabajo de un ordenador o de una red informática, y

[0135] - un producto de programa informático que tiene medios de código de programa, en el que los medios de código de programa se pueden almacenar o se almacenan en un medio de almacenamiento, para realizar el procedimiento de acuerdo con uno de los modos de realización descritos en esta descripción, si los medios de código de programa se ejecutan en un ordenador o en una red informática.

[0136] Los procedimientos de acuerdo con la presente invención pueden proporcionar un gran número de ventajas con respecto a los procedimientos conocidos. En particular, pueden permitir determinar eficazmente una configuración de medición óptima para determinar una concentración de un analito en una muestra. Específicamente, pueden permitir encontrar rápidamente parámetros de funcionamiento óptimos para determinar la concentración del analito con alto rendimiento y reproducibilidad. Al hacerlo, se puede evitar el cambio de componentes de equipo físico, que típicamente puede ser un procedimiento bastante complejo. En caso de que todavía sea necesario cambiar los componentes de equipo físico, por ejemplo, debido al final de la vida útil de un componente de equipo físico, la adaptación al nuevo componente se puede lograr eficazmente. Por tanto, los procedimientos de acuerdo con la presente invención pueden ser adaptables de manera flexible y ampliamente aplicables. Además, pueden permitir específicamente mediciones de alta resolución temporal, multiplexación eficaz de diferentes dispositivos sensores y procesamiento de datos eficaz.

[0137] El término "multiplexación", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una detección simultánea de múltiples analitos a partir de una única muestra. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a procedimientos para la detección simultáneain situde diferentes analitos a partir de una única muestra. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una acción de combinar una pluralidad de señales y transferirlas por medio de un medio compartido, tal como simultáneamente o de forma alternativa. Específicamente, se puede transferir un potencial de puerta V<G>por medio de una muestra a una pluralidad de transistores de efecto de campo. El dispositivo sensor puede comprender una pluralidad de electrodos de detección expuestos a la muestra. Los electrodos de detección se pueden conectar cada uno, por ejemplo, a un transistor de efecto de campo. Se pueden configurar diferentes electrodos de detección para medir diferentes analitos en la muestra. Como ejemplo, un primer electrodo de detección se puede configurar para medir potasio, un segundo electrodo de detección se puede configurar para medir magnesio y un tercer electrodo de detección se puede configurar para medir cloruro. El electrodo de detección puede estar específicamente en contacto con una muestra líquida por medio de la cual se puede aplicar un potencial de puerta V<G>a los electrodos de puerta de los transistores de efecto de campo. Por tanto, se puede aplicar el mismo potencial de puerta V<G>a todos los transistores de efecto de campo. Para cada transistor de efecto de campo, se puede determinar específicamente una corriente de drenaje-fuente I<DS>individual como un parámetro de funcionamiento óptimo para determinar la concentración del analito. Por tanto, cuando se determina la concentración de un analito, la corriente de drenajefuente I<DS>individual determinada del transistor de efecto de campo correspondiente se puede monitorizar a lo largo del tiempo mientras se mantiene constante el potencial de puerta V<G>para todos los transistores de efecto de campo simultáneamente.

[0138] Breve descripción de las figuras

[0139] Otros rasgos característicos y modos de realización opcionales se divulgarán con más detalle en la posterior descripción de modos de realización, preferentemente junto con las reivindicaciones dependientes. En las mismas, los rasgos característicos opcionales respectivos se pueden conseguir de forma aislada, así como en cualquier combinación factible arbitraria, como se dará cuenta el experto en la técnica. El alcance de la invención se define por las reivindicaciones adjuntas. Los modos de realización se representan esquemáticamente en las figuras. En las mismas, los números de referencia idénticos en estas figuras se refieren a elementos idénticos o funcionalmente comparables.

[0140] En las figuras:

[0141] la figura 1 muestra un dispositivo sensor ejemplar para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra en una vista esquemática;

[0142] la figura 2 muestra un diagrama de flujo de un modo de realización ejemplar de un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra;

[0143] las figuras 3A-3C muestran diagramas de flujo de modos de realización ejemplares de una calibración de un dispositivo sensor para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra; y

[0144] las figuras 4A-4E muestran resultados experimentales de mediciones de evaluación de un modo de realización ejemplar de la etapa ii. de un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra más una detección de concentración correspondiente de potasio.

[0146] Descripción detallada de los modos de realización

[0148] La figura 1 muestra un dispositivo sensor 110 ejemplar para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra 112 en una vista esquemática. La muestra 112 puede comprender específicamente un fluido corporal, específicamente al menos uno de sangre, fluido intersticial, plasma, saliva, orina, lágrima. El analito se puede seleccionar específicamente del grupo que consiste en potasio y sodio. Sin embargo, en general, también son posibles otros analitos y/o muestras, específicamente, puede ser factible cualquier analito configurado para afectar a una densidad de carga. Esto puede incluir además, en general, al menos uno de proteínas, ADN y electrolitos.

[0150] El dispositivo sensor 110 comprende al menos un transistor de efecto de campo 114. El transistor de efecto de campo 114 tiene al menos un electrodo de fuente 116, al menos un electrodo de drenaje 118 y al menos un electrodo de puerta 120. Además, el transistor de efecto de campo 114 puede comprender al menos un semiconductor 122 y al menos un dieléctrico 124, tal como al menos una capa de al menos un medio dieléctrico sólido. En una interfaz entre el semiconductor 122 y el dieléctrico 124, se puede formar un canal conductor 126 en el transistor de efecto de campo 114. Específicamente, el transistor de efecto de campo 114 puede ser un transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET) 128. Por tanto, el dieléctrico 124 puede ser específicamente o puede comprender al menos un óxido eléctricamente aislante. En general, como ejemplo, el transistor de efecto de campo 114 se puede seleccionar del grupo que consiste en un transistor de efecto de campo de puerta extendida (EGFET) 130; un transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET); un transistor de efecto de campo químicamente sensible (ChemFET); un transistor de efecto de campo biológico (BioFET); un transistor de efecto de campo enzimático (ENFET); un transistor de efecto de campo de puerta de solución o puerta líquida; un transistor de efecto de campo basado en grafeno.

[0152] El dispositivo sensor 110 comprende además al menos un electrodo de detección 132. El electrodo de detección 132 se configura para estar en contacto con la muestra 112. El electrodo de detección 132 es al menos uno de conectado eléctricamente al electrodo de puerta 120 del transistor de efecto de campo 114 e integrado en el electrodo de puerta 120 del transistor de efecto de campo 114. Como se indica, el transistor de efecto de campo 114 puede ser un EGFET 130. El electrodo de detección 132 puede ser un electrodo de puerta extendida 134. Por tanto, como se muestra en la figura 1, el electrodo de detección 132 que es un electrodo de puerta extendida 134 se puede, específicamente, conectar eléctricamente al electrodo de puerta 120, específicamente usando al menos un cable 136 y/o al menos una ruta eléctricamente conductora 138.

[0154] El electrodo de detección 132 puede comprender al menos un componente funcional 140 en su superficie. El componente funcional 140 se puede configurar para interactuar con el analito. El componente funcional 140 puede comprender al menos un compuesto receptor 142. El compuesto receptor 142, en general, en este ejemplo u otros ejemplos, puede ser capaz de interactuar con el analito, específicamente de unirse al analito, tal como mediante al menos uno de un enlace covalente, un enlace de complejos, un enlace iónico, un enlace de hidrógeno, un enlace dipolar, un enlace de Van-der-Waals. El compuesto receptor 142 puede ser capaz específicamente de unirse al al menos un analito seleccionado del grupo que consiste en anticuerpos y fragmentos de los mismos, aptámeros, péptidos, enzimas, ácidos nucleicos, proteínas receptoras y dominios de unión de las mismas. Adicionalmente o de forma alternativa, el componente funcional 140 puede comprender al menos un ionóforo 144, específicamente valinomicina.

[0156] El dispositivo sensor 110 comprende además al menos un dispositivo de control 146. El dispositivo de control 146 se configura para aplicar un conjunto de parámetros de funcionamiento al transistor de efecto de campo 114 y para monitorizar al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo 114. El dispositivo de control 146 se configura para controlar las etapas ii. y iii. del procedimiento de acuerdo con uno cualquiera de los modos de realización que se refieren a un procedimiento descrito anteriormente o a continuación con más detalle, tal como de acuerdo con la figura 2 como se describirá a continuación. El dispositivo de control 146 puede comprender al menos una unidad de medida de fuente (SMU) 148. El dispositivo de control 146 puede comprender al menos un galvanostato 150. El transistor de efecto de campo 114 se puede conectar al dispositivo de control 146. Específicamente, el electrodo de fuente 116 y el electrodo de drenaje 118 se pueden conectar directamente al dispositivo de control 146. El dispositivo de control 146 se puede conectar a tierra 152. El dispositivo de control 146 puede comprender al menos una salida 154, específicamente al menos una salida analógica 156. La salida analógica 156 se puede conectar a al menos un electrodo de contacto 158 en contacto con la muestra 112. La muestra 112 puede estar en contacto con el electrodo de detección 132. Por tanto, usando la salida analógica 156, el dispositivo de control 146 se puede configurar para aplicar un potencial de puerta V<G>al electrodo de puerta 120 por medio de la muestra 112 y el electrodo de detección 132. El dispositivo de control 146 puede comprender al menos una unidad de procesamiento 160 para el procesamiento y evaluación de señales.

[0157] El dispositivo sensor 110 puede comprender además al menos un canal de fluido 162. El electrodo de detección 132 se puede disponer para estar en contacto con la muestra 112 dentro del canal de fluido 162. La muestra 112 puede fluir a través del canal de fluido 162 como se indica por las flechas 164. El electrodo de detección 132 se puede insertar en el canal de fluido 162, de modo que la muestra 112 pase por el electrodo de detección 132 cuando fluya a través del canal de fluido 162. El dispositivo sensor 110 puede comprender además al menos una bomba de fluido 166 para transportar la muestra 112 a través del canal de fluido 162.

[0158] La figura 2 muestra un diagrama de flujo de un modo de realización ejemplar de un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra 112. El procedimiento comprende:

[0159] i. (indicado con el número de referencia 168) proporcionar al menos un dispositivo sensor 110, comprendiendo el dispositivo sensor 110

[0160] - al menos un transistor de efecto de campo 114 que tiene al menos un electrodo de fuente 116, al menos un electrodo de drenaje 118 y al menos un electrodo de puerta 120, específicamente al menos un MOFSET 128; - al menos un electrodo de detección 132 configurado para estar en contacto con la muestra 112, siendo el electrodo de detección 132 al menos uno de conectado eléctricamente al electrodo de puerta 120 del transistor de efecto de campo 114 o integrado en el electrodo de puerta 120 del transistor de efecto de campo 114; y - al menos un dispositivo de control 146, estando configurado el dispositivo de control 146 para aplicar parámetros de funcionamiento al transistor de efecto de campo 114 y para monitorizar al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo 114;

[0161] ii. (indicada con el número de referencia 170) al menos una etapa de selección de parámetros que comprende seleccionar un conjunto de parámetros de funcionamiento del transistor de efecto de campo 114 para al menos una etapa de medición posterior, comprendiendo la etapa de selección de parámetros realizar una pluralidad de mediciones de evaluación con el transistor de efecto de campo 114 usando diversos conjuntos de candidatos de parámetros de funcionamiento y seleccionando el conjunto de parámetros de funcionamiento de acuerdo con al menos un criterio de optimización monitorizado durante las mediciones de evaluación; y

[0162] iii. (indicada con el número de referencia 172) al menos una etapa de medición que comprende detectar la concentración del analito aplicando el conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. al transistor de efecto de campo 114 y determinando al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo 114.

[0163] Las etapas de procedimiento se pueden realizar en el orden dado. Sin embargo, cabe señalar que también puede ser posible un orden diferente. Además, una o más de las etapas de procedimiento se pueden realizar una vez o repetidamente. Además, se pueden realizar dos o más de las etapas de procedimiento simultáneamente o de un modo superpuesto en el tiempo. El procedimiento puede comprender otras etapas de procedimiento que no se enumeran.

[0164] El conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. puede comprender al menos dos parámetros de funcionamiento seleccionados del grupo que consiste en: un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo 114; una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo 114. El dispositivo sensor 110 se puede configurar para aplicar un potencial de puerta V<G>al electrodo de puerta 120 del transistor de efecto de campo 114 por medio de la muestra 112 y el electrodo de detección 132. El dispositivo sensor 110 se puede configurar además para monitorizar el voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr una corriente de drenaje-fuente I<DS>predefinida. El dispositivo de control 110 puede comprender al menos un bucle de retroalimentación para controlar el voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenajefuente I<DS>. Como se dice, el dispositivo de control 110 puede comprender específicamente al menos un galvanostato 150. Por tanto, el dispositivo de control 110 se puede configurar específicamente para mantener la corriente de drenaje-fuente I<DS>como predefinida, específicamente constante. El conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. puede comprender un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo 114 que se va a aplicar a la muestra 112 y una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo 114 que se va a aplicar al transistor de efecto de campo 114 durante la detección de la concentración del analito. La etapa iii. puede comprender determinar un voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>como el valor de señal. La etapa iii. puede comprender además derivar la concentración del analito a partir del voltaje de drenaje-fuente V<DS>.

[0165] El criterio de optimización se puede relacionar con al menos un valor de criterio de optimización mensurable. El valor del criterio de optimización se puede seleccionar del grupo que consiste en una proporción señal-ruido SNR; una intensidad de señal; un ruido de señal; una deriva de señal. El conjunto de parámetros de funcionamiento en la etapa ii. se puede seleccionar seleccionando los parámetros de funcionamiento de una medición de evaluación que da como resultado uno de un valor de criterio de optimización máximo y un valor de criterio de optimización mínimo monitorizados durante las mediciones de evaluación. El conjunto de parámetros de funcionamiento en la etapa ii. se puede seleccionar seleccionando los parámetros de funcionamiento de una medición de evaluación que da como resultado una proporción señal-ruido SNR máxima.

[0166] Realizar las mediciones de evaluación en la etapa ii. comprende realizar posteriormente mediciones de evaluación individuales. Cada medición de evaluación puede comprender variar un parámetro de funcionamiento mientras se mantienen constantes otros parámetros de funcionamiento. Al menos una medición de evaluación puede comprender variar un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo 114, específicamente mientras se mantiene constante una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo 114. Al menos una medición de evaluación puede comprender variar una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo 114, específicamente mientras se mantiene constante un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo 114. La etapa ii. comprende seleccionar un primer parámetro de funcionamiento para la etapa iii. realizando al menos una primera medición de evaluación que comprende variar el primer parámetro de funcionamiento mientras se mantienen constantes otros parámetros de funcionamiento. La etapa ii. comprende además mantener constante el primer parámetro de funcionamiento seleccionado en al menos otra medición de evaluación realizada para seleccionar al menos otro parámetro de funcionamiento para la etapa iii. Específicamente, el primer parámetro de funcionamiento puede comprender un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo 114 y el otro parámetro de funcionamiento puede comprender una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo 114.

[0167] La etapa ii. comprende realizar las mediciones de evaluación en condiciones experimentales correspondientes a la etapa iii. Específicamente, la etapa ii. comprende realizar las mediciones de evaluación usando al menos la misma muestra 112 que en la etapa ii.

[0168] El procedimiento se puede implementar, al menos parcialmente, por ordenador, específicamente al menos una de las etapas ii. y iii. En referencia a los aspectos de la invención implementados por ordenador, se pueden realizar una o más de las etapas de procedimiento del procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización divulgados en el presente documento usando un ordenador o red informática. Por tanto, en general, se puede realizar cualquiera de las etapas de procedimiento, incluyendo la provisión y/o manipulación de datos usando un ordenador o red informática. En general, estas etapas de procedimiento pueden incluir cualquiera de las etapas de procedimiento, típicamente excepto por las etapas de procedimiento que requieren trabajo manual, tales como proporcionar las muestras y/o determinados aspectos de realizar las mediciones reales.

[0169] Como se ejemplificará con más detalle a continuación con respecto a las figuras 3A-3C, la etapa ii. puede comprender además realizar al menos una calibración que determina una relación entre la concentración del analito y el valor de señal del transistor de efecto de campo 114. La etapa ii. puede comprender además realizar al menos una calibración que determina una relación entre la concentración del analito y el valor de señal del transistor de efecto de campo 114. La calibración puede comprender determinar una sensibilidad del dispositivo sensor 110. La calibración puede comprender usar al menos un calibrador, específicamente un conjunto que comprende una pluralidad de calibradores diferentes. La etapa ii. se puede volver a realizar cuando se cambia un intervalo de medición en la etapa iii. Para cada intervalo de medición individual, se puede realizar al menos una calibración individual. En otras palabras, el procedimiento puede comprender realizar al menos una calibración que determina una relación entre la concentración del analito y el valor de señal del transistor de efecto de campo 114 para cada intervalo de medición.

[0170] Las figuras 3A-3C muestran diagramas de flujo de modos de realización ejemplares de una calibración de un dispositivo sensor 110 para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra 112. La figura 3A ilustra una calibración de fábrica ejemplar del dispositivo sensor 110. La calibración de fábrica puede comprender las siguientes etapas de calibración de fábrica:

[0171] a) (indicada con el número de referencia 174) seleccionar un potencial de puerta V<G>;

[0172] b) (indicada con el número de referencia 176) seleccionar una corriente de drenaje-fuente I<DS>;

[0173] c) (indicada con el número de referencia 178) determinar una sensibilidad y una proporción señal-ruido SNR; d) (indicada con el número de referencia 180) caracterizar el transistor de efecto de campo 114; y e) (indicada con el número de referencia 182) guardar los ajustes del transistor de efecto de campo de fábrica. Las etapas de calibración de fábrica se pueden realizar en el orden dado. Sin embargo, cabe señalar que también puede ser posible un orden diferente. Además, una o más de las etapas de calibración de fábrica se pueden realizar una vez o repetidamente. Además, se pueden realizar dos o más de las etapas de calibración de fábrica simultáneamente o de un modo superpuesto en el tiempo. La calibración de fábrica puede comprender otras etapas que no se enumeran.

[0174] Específicamente, las etapas de calibración de fábrica a) a c) se pueden realizar de forma iterativa. Por tanto, después de determinar la sensibilidad y la proporción señal-ruido SNR en base al potencial de puerta V<G>seleccionado y a la corriente de drenaje-fuente I<DS>seleccionada, se pueden seleccionar un nuevo potencial de puerta V<G>y una nueva corriente de drenaje-fuente I<DS>, por ejemplo, usando al menos un algoritmo de optimización. El algoritmo de optimización puede comprender específicamente seleccionar diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>, por ejemplo, en un orden ascendente en un intervalo predefinido tal como en un intervalo de medición del dispositivo sensor 110. Como ejemplo, se pueden seleccionar diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>usando al menos un tamaño de etapa predefinido para incrementar o disminuir sucesivamente los valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>. Adicionalmente o de forma alternativa, los valores distintos predefinidos para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>se pueden seleccionar, por ejemplo, sucesivamente. El algoritmo de optimización puede comprender específicamente comparar las sensibilidades y/o las proporciones señal-ruido SNR para los diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>entre sí. Por tanto, el algoritmo de optimización puede comprender específicamente encontrar un potencial de puerta V<G>optimizado y/o una corriente de drenaje-fuente I<DS>optimizada, específicamente un potencial de puerta V<G>y/o una corriente de drenaje-fuente I<DS>que proporciona una sensibilidad optimizada y/o una proporción señal-ruido SNR optimizada, por ejemplo, una sensibilidad máxima y/o una proporción señal-ruido SNR máxima. En general, también pueden ser factibles otras opciones para el algoritmo de optimización. Una vez que se encuentran el potencial de puerta V<G>optimizado y la corriente de drenaje-fuente I<DS>optimizada en las etapas de calibración de fábrica a) a c), el transistor de efecto de campo 114, que puede ser específicamente un MOSFET 128, se puede caracterizar, por ejemplo, determinando al menos uno de una movilidad de efecto de campo, una proporción de encendido-apagado y un voltaje umbral. Finalmente, se puede guardar un resultado de la caracterización del transistor de efecto de campo 114 como ajustes de transistor de efecto de campo de fábrica.

[0175] La figura 3B ilustra una calibración inicial ejemplar del dispositivo sensor 110 para tres intervalos de medición. En general, pueden ser factibles menos o también más intervalos de medición. La calibración inicial puede comprender las siguientes etapas de calibración inicial:

[0176] a) (indicada con el número de referencia 184) seleccionar un potencial de puerta V<G>;

[0177] b) (indicada con el número de referencia 186) seleccionar una corriente de drenaje-fuente I<DS>;

[0178] c) (indicada con el número de referencia 188) usar un primer calibrador;

[0179] d) (indicada con el número de referencia 190) usar un segundo calibrador;

[0180] e) (indicada con el número de referencia 192) determinar una sensibilidad y una proporción señal-ruido; y f) (indicada con el número de referencia 194) guardar una sensibilidad optimizada y una proporción señalruido SNR optimizada.

[0181] Las etapas de calibración inicial se pueden realizar en el orden dado. Sin embargo, cabe señalar que también puede ser posible un orden diferente. Además, una o más de las etapas de calibración inicial se pueden realizar una vez o repetidamente. Además, se pueden realizar dos o más de las etapas de calibración inicial simultáneamente o de un modo superpuesto en el tiempo. La calibración inicial puede comprender otras etapas que no se enumeran.

[0182] Específicamente, las etapas de calibración inicial a) a c) se pueden realizar de forma iterativa. Por tanto, después de determinar la sensibilidad y la proporción señal-ruido SNR en base al potencial de puerta V<G>seleccionado y a la corriente de drenaje-fuente I<DS>seleccionada usando el primer calibrador y el segundo calibrador, se pueden seleccionar un nuevo potencial de puerta V<G>y una nueva corriente de drenaje-fuente I<DS>, por ejemplo, usando al menos un algoritmo de optimización. Como ya se indica, el algoritmo de optimización puede comprender específicamente seleccionar diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>, por ejemplo, en un orden ascendente en un intervalo predefinido tal como en un intervalo de medición del dispositivo sensor 110. Como ejemplo, se pueden seleccionar diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>usando al menos un tamaño de etapa predefinido para incrementar o disminuir sucesivamente los valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>. Adicionalmente o de forma alternativa, los valores distintos predefinidos para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>se pueden seleccionar, por ejemplo, sucesivamente. Los diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>se pueden usar específicamente al menos en el primer calibrador y/o el segundo calibrador. El algoritmo de optimización puede comprender específicamente comparar las sensibilidades y/o las proporciones señal-ruido SNR para los diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>entre sí. Por tanto, el algoritmo de optimización puede comprender específicamente encontrar un potencial de puerta V<G>optimizado y/o una corriente de drenaje-fuente I<DS>optimizada, específicamente un potencial de puerta V<G>y/o una corriente de drenaje-fuente I<DS>que proporciona una sensibilidad optimizada y/o una proporción señal-ruido SNR optimizada, por ejemplo, una sensibilidad máxima y/o una proporción señal-ruido SNR máxima. En general, también pueden ser factibles otras opciones para el algoritmo de optimización. Una vez que se encuentran el potencial de puerta V<G>optimizado y la corriente de drenaje-fuente I<DS>optimizada en las etapas de calibración inicial a) a e), se pueden guardar la sensibilidad optimizada y la proporción señal-ruido SNR optimizada.

[0183] La calibración inicial se puede realizar individualmente para cada intervalo de medición. Un primer intervalo de medición se indica con el número de referencia 196, un segundo intervalo de medición se indica con el número de referencia 198 y un tercer intervalo de medición se indica con el número de referencia 200. La calibración inicial se puede realizar inicialmente, cuando el dispositivo sensor 110 se instala y se pone en funcionamientoin situ, por ejemplo, en un laboratorio. Posteriormente, se pueden realizar otras calibraciones a intervalos de tiempo regulares o irregulares, por ejemplo, diariamente.

[0184] La figura 3C ilustra una calibración diaria ejemplar del dispositivo sensor 110 para los tres intervalos de medición. Como ejemplo, la calibración diaria se puede realizar de forma análoga a la calibración inicial. Sin embargo, en principio, también pueden ser factibles cambios o adaptaciones. Por tanto, la calibración diaria puede comprender las siguientes etapas de calibración diaria:

[0185] a) (indicada con el número de referencia 202) seleccionar un potencial de puerta V<G>;

[0186] b) (indicada con el número de referencia 204) seleccionar una corriente de drenaje-fuente I<DS>;

[0187] c) (indicada con el número de referencia 206) usar un primer calibrador;

[0188] d) (indicada con el número de referencia 208) usar un segundo calibrador;

[0189] e) (indicada con el número de referencia 210) determinar una sensibilidad y una proporción señal-ruido; y f) (indicada con el número de referencia 212) guardar una sensibilidad optimizada y una proporción señalruido SNR optimizada.

[0190] Las etapas de calibración diaria se pueden realizar en el orden dado. Sin embargo, cabe señalar que también puede ser posible un orden diferente. Además, una o más de las etapas de calibración diaria se pueden realizar una vez o repetidamente. Además, se pueden realizar dos o más de las etapas de calibración diaria simultáneamente o de un modo superpuesto en el tiempo. La calibración diaria puede comprender otras etapas que no se enumeran.

[0191] Específicamente, las etapas de calibración diaria a) a c) se pueden realizar de forma iterativa. Por tanto, después de determinar la sensibilidad y la proporción señal-ruido SNR en base al potencial de puerta V<G>seleccionado y a la corriente de drenaje-fuente I<DS>seleccionada usando el primer calibrador y el segundo calibrador, se pueden seleccionar un nuevo potencial de puerta V<G>y una nueva corriente de drenaje-fuente I<DS>, por ejemplo, usando al menos un algoritmo de optimización. Como ya se indica, el algoritmo de optimización puede comprender específicamente seleccionar diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>, por ejemplo, en un orden ascendente en un intervalo predefinido tal como en un intervalo de medición del dispositivo sensor 110. Como ejemplo, se pueden seleccionar diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>usando al menos un tamaño de etapa predefinido para incrementar o disminuir sucesivamente los valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>. Adicionalmente o de forma alternativa, los valores distintos predefinidos para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>se pueden seleccionar, por ejemplo, sucesivamente. Los diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>se pueden usar específicamente al menos en el primer calibrador y/o el segundo calibrador. El algoritmo de optimización puede comprender específicamente comparar las sensibilidades y/o las proporciones señal-ruido SNR para los diferentes valores para el potencial de puerta V<G>y/o la corriente de drenaje-fuente I<DS>entre sí. Por tanto, el algoritmo de optimización puede comprender específicamente encontrar un potencial de puerta V<G>optimizado y/o una corriente de drenaje-fuente I<DS>optimizada, específicamente un potencial de puerta V<G>y/o una corriente de drenaje-fuente I<DS>que proporciona una sensibilidad optimizada y/o una proporción señal-ruido SNR optimizada, por ejemplo, una sensibilidad máxima y/o una proporción señal-ruido SNR máxima. En general, también pueden ser factibles otras opciones para el algoritmo de optimización. Una vez que se encuentran el potencial de puerta V<G>optimizado y la corriente de drenaje-fuente I<DS>optimizada en las etapas de calibración diaria a) a e), se pueden guardar la sensibilidad optimizada y la proporción señal-ruido SNR optimizada. Como antes, la calibración diaria se puede realizar individualmente para cada intervalo de medición. Como se puede observar, al menos una de la calibración de fábrica, la calibración inicial y la calibración diaria puede comprender seleccionar un conjunto de parámetros de funcionamiento, en particular potenciales de puerta V<G>y corrientes de drenaje-fuente I<DS>específicos.

[0192] Las figuras 4A-4E muestran resultados experimentales de mediciones de evaluación de un modo de realización ejemplar de la etapa ii. de un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra 112 más una detección de concentración correspondiente de potasio. Por tanto, las figuras 4A-4D muestran específicamente los resultados de mediciones de evaluación ejemplares para seleccionar un conjunto de parámetros de funcionamiento. Las mediciones de evaluación se realizaron usando un EGFET 130 que comprende un MOSFET 128 de Microchip Technolgy Inc. y un electrodo de puerta extendida 134 como electrodo de detección 132. Se usó un electrodo de contacto de Ag/AgCl 158 para aplicar potenciales de puerta V<G>constantes. Las mediciones eléctricas se llevaron a cabo con un dispositivo de control multicanal 146 del tipo IVIUM n-stat que comprende un galvanostato 150. Se monitorizó a lo largo del tiempo el voltaje de drenaje-fuente V<DS>necesario para mantener una corriente de drenaje-fuente I<DS>constante. Las muestras 112 se pasaron a través de los electrodos de sensor usando una bomba de fluido 166 del tipo Aladdin AL4000-220Z de World Precision Instruments, Alemania.

[0193] Para los resultados experimentales mostrados en las figuras 4A-4B, el potencial de puerta V<G>se fijó en -600 mV y la corriente de drenaje-fuente I<DS>se alteró desde 5 nA a más de 50 nA a 100 nA. La figura 4A muestra los voltajes de drenaje-fuente V<DS>requeridos para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>respectiva en el potencial de puerta V<G>fijo dentro de un periodo de tiempo de más de 120 minutos, en el que la concentración del analito en la muestra 112 se alteró después de aproximadamente 35 min, 75 min y 115 min. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr una corriente de drenaje-fuente I<DS>de 5 nA al potencial de puerta V<G>fijo de -600 mV se indica con el signo de referencia 214. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr una corriente de drenaje-fuente I<DS>de 50 nA al potencial de puerta V<G>fijo de -600 mV se indica con el signo de referencia 216. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr una corriente de drenaje-fuente I<DS>de 100 nA al potencial de puerta V<G>fijo de -600 mV se indica con el signo de referencia 218. En la figura 4A, son identificables distintos niveles cada vez que se altera la concentración del analito en la muestra 112. Sin embargo, los niveles respectivos en la figura 4A también muestran desviaciones correspondientes a una proporción señal-ruido SNR. La figura 4B muestra el logaritmo de la proporción señal-ruido SNR sobre la corriente de drenaje-fuente I<DS>respectiva, lo que indica que la proporción señal-ruido SNR más alta se puede encontrar para una corriente de drenaje-fuente I<DS>de 50 nA.

[0194] Para los resultados experimentales mostrados en las figuras 4C-4D, se fijó la corriente de drenaje-fuente I<DS>en 50 nA y se alteró el potencial de puerta V<G>. Análogamente a lo anterior, la figura 4C muestra los voltajes de drenaje-fuente V<DS>requeridos para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>fija en el potencial de puerta V<G>respectivo. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>fija de 50 nA a un potencial de puerta V<G>de -501 mV se indica con el signo de referencia 220. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>fija de 50 nA a un potencial de puerta V<G>de -520 mV se indica con el signo de referencia 222. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>fija de 50 nA a un potencial de puerta V<G>de -550 mV se indica con el signo de referencia 224. El voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>fija de 50 nA a un potencial de puerta V<G>de -600 mV se indica con el signo de referencia 226. De nuevo, son identificables distintos niveles para cada concentración del analito. Se usó potasio como analito. El experimento comenzó con una concentración de 1 mM, que primero se incrementó a 4 mM, a continuación a 8 mM, antes de que finalmente se volviera a ajustar a 1 mM. La figura 4D indica que la proporción señal-ruido SNR más alta se puede encontrar para un potencial de puerta V<G>de -550 mV. Por tanto, con la proporción señal-ruido SNR como criterio de optimización, las mediciones de evaluación ejemplares dieron lugar globalmente a una selección de una corriente de drenaje-fuente I<DS>de 50 nA y a un potencial de puerta V<G>de -550 mV como parámetros de funcionamiento. La figura 4E muestra mediciones de concentración ejemplares de potasio (K+) durante más de 9 horas con los parámetros de funcionamiento seleccionados anteriormente en las mediciones de evaluación. Por tanto, se seleccionaron el potencial de puerta V<G>y la corriente de drenaje de fuente I<DS>como parámetros de funcionamiento y se monitorizó el voltaje de drenaje-fuente V<DS>que se requería para lograr los parámetros de funcionamiento seleccionados, específicamente la corriente de drenaje-fuente I<DS>afectada por la concentración de potasio. Se utilizó una corriente de drenaje-fuente I<DS>de 50 nA y un potencial de puerta V<G>de -550 mV. En la figura 4E, el voltaje de drenaje-fuente V<DS>se indica con el signo de referencia 232. La concentración de potasio correspondiente se indica con el signo de referencia 234.

[0195] Lista de números de referencia

[0196] 110 dispositivo sensor

[0197] 112 muestra

[0198] 114 transistor de efecto de campo

[0199] 116 electrodo de fuente

[0200] 118 electrodo de drenaje

[0201] 120 electrodo de puerta

[0202] 122 semiconductor

[0203] 124 dieléctrico

[0204] 126 canal

[0205] 128 transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET) 130 transistor de efecto de campo de puerta extendida (EGFET)

[0206] 132 electrodo de detección

[0207] 134 electrodo de puerta extendida

[0208] 136 cable

[0209] 138 ruta

[0210] 140 componente funcional

[0211] 142 compuesto receptor

[0212] 144 ionóforo

[0213] 146 dispositivo de control

[0214] 148 unidad de medida de fuente

[0215] 150 galvanostato

[0216] 152 tierra

[0217] 154 salida

[0218] 156 salida analógica

[0219] 158 electrodo de contacto

[0220] 160 unidad de procesamiento

[0221] 162 canal de fluido

[0222] 164 flecha que indica el flujo de fluido

[0223] 166 bomba de fluido

[0224] 168 etapa de procedimiento i.

[0225] 170 etapa de procedimiento ii.

[0226] 172 etapa de procedimiento iii.

[0227] 174 etapa de calibración de fábrica a)

[0228] 176 etapa de calibración de fábrica b)

[0229] 178 etapa de calibración de fábrica c)

[0230] 180 etapa de calibración de fábrica d)

[0231] 182 etapa de calibración de fábrica e)

[0232] 184 etapa de calibración inicial a)

[0233] 186 etapa de calibración inicial b)

[0234] 188 etapa de calibración inicial c)

[0235] 190 etapa de calibración inicial d)

[0236] 192 etapa de calibración inicial e)

[0237] 194 etapa de calibración inicial f)

[0238] 196 primer intervalo de medición

[0239] 198 segundo intervalo de medición

[0240] 200 tercer intervalo de medición

[0241] 202 etapa de calibración diaria a)

[0242] 204 etapa de calibración diaria b)

[0243] 206 etapa de calibración diaria c)

[0244] 208 etapa de calibración diaria d)

[0245] 210 etapa de calibración diaria e)

[0246] 212 etapa de calibración diaria f)

[0247] 214 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 5 nA a un V<G>de -600 mV

[0248] 216 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 50 nA a un V<G>de -600 mV

[0249] 218 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 100 nA a un V<G>de -600 mV

[0250] 220 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 50 nA a un V<G>de -501 mV

[0251] 222 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 50 nA a un V<G>de -520 mV

[0252] 224 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 50 nA a un V<G>de -550 mV

[0253] 226 V<DS>requerido para lograr una I<DS>de 50 nA a un V<G>de -600 mV

[0254] 232 V<DS>para el primer modo de realización ejemplar de partes del dispositivo sensor

[0255] 234 concentración de potasio para el primer modo de realización ejemplar de partes del dispositivo sensor

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para determinar la concentración de al menos un analito en una muestra (112), comprendiendo el procedimiento:

i. proporcionar al menos un dispositivo sensor (110), comprendiendo el dispositivo sensor (110)

- al menos un transistor de efecto de campo (114) que tiene al menos un electrodo de fuente (116), al menos un electrodo de drenaje (118) y al menos un electrodo de puerta (120);

- al menos un electrodo de detección (132) configurado para estar en contacto con la muestra (112), siendo el electrodo de detección (132) al menos uno de conectado eléctricamente al electrodo de puerta (120) del transistor de efecto de campo (114) o integrado en el electrodo de puerta (120) del transistor de efecto de campo (114); y

- al menos un dispositivo de control (146), estando configurado el dispositivo de control (146) para aplicar parámetros de funcionamiento al transistor de efecto de campo (114) y para monitorizar al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo (114);

ii. al menos una etapa de selección de parámetros que comprende seleccionar un conjunto de parámetros de funcionamiento del transistor de efecto de campo (114) para al menos una etapa de medición posterior, comprendiendo la etapa de selección de parámetros realizar una pluralidad de mediciones de evaluación con el transistor de efecto de campo (114) usando diversos conjuntos de candidatos de parámetros de funcionamiento y seleccionando el conjunto de parámetros de funcionamiento de acuerdo con al menos un criterio de optimización monitorizado durante las mediciones de evaluación; y

iii. al menos una etapa de medición que comprende detectar la concentración del analito aplicando el conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. al transistor de efecto de campo (114) y determinando al menos un valor de señal con el transistor de efecto de campo (114);

en el que la etapa ii. comprende seleccionar un primer parámetro de funcionamiento para la etapa iii. realizando al menos una primera medición de evaluación que comprende variar el primer parámetro de funcionamiento mientras se mantienen constantes otros parámetros de funcionamiento, en el que la etapa ii. comprende además mantener constante el primer parámetro de funcionamiento seleccionado en al menos otra medición de evaluación realizada para seleccionar al menos otro parámetro de funcionamiento para la etapa iii., en el que la etapa ii. comprende realizar las mediciones de evaluación en condiciones experimentales correspondientes a la etapa iii.;

caracterizado porquela etapa ii. comprende realizar las mediciones de evaluación usando la misma muestra que en la etapa iii.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que el primer parámetro de funcionamiento comprende el potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo y el otro parámetro de funcionamiento comprende una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo.

3. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. comprende al menos dos parámetros de funcionamiento seleccionados del grupo que consiste en: un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo (114); una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo (114).

4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo sensor (110) se configura para aplicar un potencial de puerta V<G>al electrodo de puerta (120) del transistor de efecto de campo (114) por medio de la muestra (112) y el electrodo de detección (132) y, además, para monitorizar un voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr una corriente de drenaje-fuente I<DS>predefinida, en el que el dispositivo de control (110) comprende al menos un bucle de retroalimentación para controlar el voltaje de drenaje-fuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto de parámetros de funcionamiento seleccionados en la etapa ii. comprende un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo (114) que se va a aplicar a la muestra (112) y una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo (114) que se va a aplicar al transistor de efecto de campo (114) durante la detección de la concentración del analito, en el que la etapa iii. comprende determinar un voltaje de drenajefuente V<DS>requerido para lograr la corriente de drenaje-fuente I<DS>como el valor de señal y comprende además derivar la concentración del analito a partir del voltaje de drenaje-fuente V<DS>.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el criterio de

optimización se relaciona con al menos un valor de criterio de optimización mensurable, en el que el valor de criterio de optimización se selecciona del grupo que consiste en: una proporción señal-ruido SNR; una intensidad de señal; un ruido de señal; una deriva de señal.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que realizar las mediciones de evaluación en la etapa ii. comprende realizar posteriormente mediciones de evaluación individuales, en el que cada medición de evaluación comprende variar un parámetro de funcionamiento mientras se mantienen constantes otros parámetros de funcionamiento.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que al menos una medición de evaluación comprende variar un potencial de puerta V<G>del transistor de efecto de campo, en el que al menos una medición de evaluación comprende variar una corriente de drenaje-fuente I<DS>del transistor de efecto de campo.

9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa ii. se vuelve a realizar cuando se cambia un intervalo de medición en la etapa iii.

10. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa ii. comprende además realizar al menos una calibración que determina una relación entre la concentración del analito y el valor de señal del transistor de efecto de campo (114), en el que la calibración comprende determinar una sensibilidad del dispositivo sensor (110).

11. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el transistor de efecto de campo (114) es un transistor de efecto de campo de puerta extendida (EGFET) (130), en el que el electrodo de detección (132) es un electrodo de puerta extendida (134).

12. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el electrodo de detección (134) comprende al menos un componente funcional (140) en su superficie, en el que el componente funcional (140) se configura para interactuar con el analito, en el que el componente funcional (140) comprende al menos uno de:

‒ al menos un compuesto receptor (142), siendo el compuesto receptor (142) capaz de unirse al al menos un analito; y

‒ al menos un ionóforo (144).

13. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la muestra (112) comprende un fluido corporal.

14. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el procedimiento se implementa, al menos parcialmente, por ordenador.