ES3070070T3 - Analyte sensor and a method for its producing - Google Patents

Analyte sensor and a method for its producing

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ES3070070T3
ES3070070T3 ES21172512T ES21172512T ES3070070T3 ES 3070070 T3 ES3070070 T3 ES 3070070T3 ES 21172512 T ES21172512 T ES 21172512T ES 21172512 T ES21172512 T ES 21172512T ES 3070070 T3 ES3070070 T3 ES 3070070T3
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Kirill Sliozberg
Alexander Steck
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F Hoffmann La Roche AG
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Abstract

Se divulga un sensor de analito (110) para determinar al menos un analito y un método (140) para producir un sensor de analito (110). El sensor de analito (110) comprende: - un sustrato (112); - un electrodo de trabajo (118) y una capa conductora (122, 124) ubicados en diferentes sitios del sustrato (112); - una capa de plata (126) que cubre parcialmente la capa conductora (124); y - una capa protectora (128) que cubre completamente la capa de plata (126) excepto al menos un área (130) accesible a al menos un fluido corporal que contiene el al menos un analito; y una porción de la capa conductora (124). [0002] El sensor de analito (110) propuesto en este documento reduce significativamente el ruido durante las mediciones. El método (140), que se puede realizar de una manera más sencilla en comparación con la producción de sensores de analito del estado de la técnica anterior, permite tolerancias considerablemente más altas durante la producción del sensor de analito (110). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Sensor de analito y procedimiento para su producción
[0003] Campo de la invención
[0004] La presente invención se refiere a un sensor de analito para determinar al menos un analito y un procedimiento para producir un sensor de analito de este tipo. El sensor de analito se puede usar principalmente para la determinación de una concentración de al menos un analito en un fluido corporal, en particular, de un nivel de glucemia. Sin embargo, también pueden ser factibles otras aplicaciones.
[0005] Técnica relacionada
[0006] La determinación de la concentración de uno o más analitos en un fluido corporal, en particular, de un nivel de glucemia, desempeña un papel importante en la prevención y tratamiento de diversas enfermedades. Sin restringir otras posibles aplicaciones, la invención se describe en lo que sigue con referencia a la glucosa en un fluido intersticial. Sin embargo, la invención también se puede aplicar a otros tipos de analitos. La supervisión de glucemia se puede realizar, específicamente, usando sensores electroquímicos de analito además de mediciones ópticas. Los ejemplos de sensores electroquímicos de analito para medir glucosa, específicamente en sangre u otros fluidos corporales, son conocidos a partir de los documentos US 5.413.690 A, US 5.762.770 A, US 5.798.031 A, US 6.129.823 A o US 2005/0013731 A1.
[0007] El documento WO 2012/045425 A1 divulga un sensor electroquímico que emplea múltiples áreas de electrodo que se exponen para su contacto con un fluido corporal, por ejemplo, cuando el sensor se inserta subcutáneamente en la piel de un paciente. Las áreas de electrodo expuestas se disponen simétricamente, de modo que se produzca una distribución de potencial simétrica cuando se aplica una señal de CA al sensor. En un modo de realización particular, solo se cubre un electrodo de referencia con Ag/AgCl mientras que los otros electrodos de referencia permanecen sin recubrimiento.
[0008] El documento US 9.936.909 B2 divulga dispositivos para la medición de una concentración de analito, por ejemplo, glucosa en un huésped. En el presente documento, se usa un contraelectrodo/electrodo de referencia combinado formado a partir de plata/cloruro de plata. Además, se usa ablación con láser para exponer las superficies electroactivas.
[0009] La solicitud de patente europea 20162098.6, presentada el 10 de marzo de 2020, divulga un procedimiento de medición de transitorios rápidos para determinar propiedades de membrana en un sensor de analito. El procedimiento de medición de transitorios rápidos como se divulga en la misma se puede usar, en particular, para medir una resistencia en serie equivalente (ESR) del sensor de analito, en el que la ESR medida típicamente puede comprender una resistencia de una membrana comprendida por el sensor de analito. En el presente documento, una conductividad iónica de la membrana se puede correlacionar con una permeabilidad de la membrana para un analito que se va a determinar y, en consecuencia, con una sensibilidad del sensor de analito. La ESR medida se puede usar para corregir una desviación de sensibilidad en el sensor de analito, tal como provocada por una temperatura variable, pero también se puede usar para detectar una carga mecánica en un sitio de inserción del sensor en el cuerpo de un usuario, específicamente, puesto que la permeabilidad de la membrana puede depender, en particular, de una temperatura, un entorno químico o una carga mecánica de la membrana, pero no de las dimensiones de la membrana.
[0010] Aparte de la resistencia de la membrana, la ESR medida puede depender además de una geometría del sensor de analito, especialmente de un tamaño de los electrodos o de una distancia entre los electrodos, así como de al menos un recubrimiento como se aplica a los electrodos que se puede considerar como una porción fija de la ESR. Restando la porción fija de la ESR de la ESR medida, se puede obtener una porción variable de la ESR que, en su mayoría, se puede asignar a efectos de membrana.
[0011] Sin embargo, un sensor de analito que comprende un recubrimiento protector que se aplica para aislar una porción principal de un electrodo para minimizar un área de superficie del electrodo que se expone al fluido corporal que comprende el analito puede dar lugar, típicamente, a un incremento de la ESR medida. En consecuencia, la porción variable de la ESR que se puede asignar a efectos de membrana puede ser, en particular, considerablemente más pequeña en comparación con la porción fija de la ESR. Un intervalo reducido de señal frente a fondo disminuye la resolución eficaz cuando se determinan propiedades de membrana en el sensor de analito a partir de la ESR medida. Como se observa, la ESR medida depende fuertemente del área de superficie del electrodo que se expone al fluido corporal que comprende el analito, lo que da como resultado valores considerablemente diferentes para el fondo que surgen de las no homogeneidades durante la producción del sensor. Como se observa además, la ESR medida no se puede usar, además, durante una cantidad de tiempo considerable debido al periodo inicial considerablemente largo de la ESR medida.
[0012] La solicitud de patente europea 20184466.9, presentada el 7 de julio de 2020, divulga un sensor de analito que comprende un sustrato, al menos un electrodo de trabajo, al menos un segundo electrodo y una membrana, en el que la membrana está localizada en la parte superior del al menos un segundo electrodo.
[0013] La solicitud de patente europea 20207218.7, presentada el 12 de noviembre de 2020, divulga un procedimiento para producir un sensor de analito, un sensor de analito obtenible por este procedimiento y un uso del sensor de analito. El procedimiento comprende las etapas de a) proporcionar un primer sustrato que tiene un primer lado y un segundo lado, en el que el segundo lado tiene una primera capa que comprende un primer material conductor; b) proporcionar un segundo sustrato que tiene un primer lado, en el que el primer lado tiene una segunda capa que comprende un segundo material conductor, y un segundo lado, en el que el segundo lado tiene una tercera capa que comprende un tercer material conductor; c) aplicar una capa de una preparación conductora sobre al menos uno del primer lado del primer sustrato o la tercera capa o una porción de la misma, en el que la preparación conductora comprende una pluralidad de partículas conductoras y al menos un aglutinante polimérico; d) laminar el primer lado del primer sustrato con el segundo lado del segundo sustrato; y e) obtener el sensor de analito. El documento WO 2010/099507 A1 divulga procedimientos y sistemas para proporcionar una supervisión continua de analitos que incluyen sensoresin vivoque no requieren ninguna calibración del usuario durante el usoin vivo. También se proporcionan procedimientos y dispositivos que incluyen sistemas de supervisión continua de analitos que incluyen sensoresin vivoque no requieren ninguna calibración ejecutada por el sistema o que no requieren ninguna calibración basada en fábrica, y que presentan características de sensibilidad de sensor estables. También se proporcionan procedimientos de fabricación de los sensores sin calibración y técnicas de envasado y almacenamiento posfabricación.
[0014] Problema que se va a resolver
[0015] Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sensor de analito para determinar al menos un analito y un procedimiento para producir un sensor de analito para determinar al menos un analito, que eviten al menos parcialmente las deficiencias de sensores de analito conocidos y procedimientos relacionados y que aborden al menos parcialmente las dificultades mencionadas anteriormente.
[0016] En particular, se desea disminuir una porción fija para una resistencia en serie equivalente (ESR) medida del sensor de analito y disminuir una variación de la ESR medida sobre una pluralidad de sensores de analito cuando se aplica un procedimiento de medición de transitorios rápidos que se puede usar para determinar las propiedades de membrana del sensor de analito, reduciendo, de este modo, también un periodo inicial observable con respecto a la ESR medida.
[0017] Sumario de la invención
[0018] Este problema se resuelve por un sensor de analito para determinar al menos un analito y un procedimiento para producir un sensor de analito para determinar al menos un analito que tiene los rasgos característicos de las reivindicaciones independientes. Los modos de realización preferentes de la invención, que se pueden implementar de modo aislado o en cualquier combinación arbitraria, se divulgan en las reivindicaciones dependientes y a lo largo de la memoria descriptiva.
[0019] En un primer aspecto de la presente invención, se divulga un sensor de analito para determinar al menos un analito, en el que el sensor de analito comprende:
[0020] – un sustrato;
[0021] – un electrodo de trabajo y una capa conductora localizada en diferentes sitios en el sustrato;
[0022] – una capa que comprende plata que cubre parcialmente la capa conductora; y
[0023] – una capa protectora que cubre
[0024] ○ la capa que comprende plata completamente separada de al menos un área accesible a al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito; y
[0025] ○ una porción de la capa conductora
[0026] en el que la porción de la capa conductora (124) cubierta por la capa protectora (128) es de un 20 % a un 80 %. Como se usa, en general, el término "sensor de analito" se refiere a un dispositivo arbitrario que está configurado para realizar una detección de un analito adquiriendo al menos una señal de medición. Como es, en particular, preferente, el sensor de analito puede ser un sensor de analito parcialmente implantable que, en particular, se puede adaptar para realizar la detección del analito en un fluido corporal de un usuario en un tejido subcutáneo, en particular, en un fluido intersticial. Como se usa en el presente documento, el término "sensor de analito parcialmente implantable" se refiere a un sensor de analito designado para introducirse en el tejido corporal de un paciente o usuario de modo que una primera porción del sensor de analito implantable se puede recibir por el tejido corporal mientras que otra porción no se puede recibir por el tejido corporal. Para este propósito, el sensor de analito puede comprender una porción insertable. En el presente documento, el término "porción insertable", en general, se refiere a una pieza o componente del sensor de analito que está configurado para ser insertable en un tejido corporal arbitrario. Otras piezas o componentes del sensor de analito, en particular, almohadillas de contacto, pueden permanecer fuera del tejido corporal.
[0028] Como se usa, en general, ambos términos, "usuario" y "paciente", se refieren a un ser humano o a un animal, independientemente del hecho de que el ser humano o animal, respectivamente, pueda estar en un estado saludable o pueda padecer una o más enfermedades. Como ejemplo, el usuario o el paciente puede ser un ser humano o un animal que padezca diabetes. Sin embargo, adicionalmente o de forma alternativa, la invención se puede aplicar a otros tipos de usuarios, pacientes o enfermedades.
[0030] Como se usa además en el presente documento, el término "fluido corporal", en general, se refiere a un fluido, en particular, un líquido, que típicamente está presente en un cuerpo o un tejido corporal del usuario o del paciente y/o se puede producir por el cuerpo del usuario o del paciente. Preferentemente, el fluido corporal se puede seleccionar del grupo que consiste en sangre y fluido intersticial. Sin embargo, adicionalmente o de forma alternativa, se pueden usar uno o más de otros tipos de fluidos corporales, tales como saliva, fluido lagrimal, orina u otros fluidos corporales. Durante la detección del al menos un analito, el fluido corporal puede estar presente dentro del cuerpo o tejido corporal. Por tanto, el sensor de analito, específicamente, se puede configurar para detectar el al menos un analito dentro del tejido corporal.
[0032] Como se usa además en el presente documento, el término "analito" se refiere a un elemento, componente o compuesto arbitrario que está presente en el fluido corporal, en el que la presencia y/o la concentración del analito puede ser de interés para el usuario, el paciente o personal médico, tal como un médico. En particular, el analito puede ser o puede comprender al menos una sustancia química o compuesto químico arbitrario que puede participar en el metabolismo del usuario o del paciente, tal como al menos un metabolito. Como ejemplo, el al menos un analito se puede seleccionar del grupo que consiste en glucosa, colesterol, triglicéridos, lactato. Adicionalmente o de forma alternativa, sin embargo, se pueden usar otros tipos de analitos y/o se puede determinar cualquier combinación de analitos. La detección del al menos un analito específicamente puede ser, en particular, una detección específica de analito. Sin restringir otras posibles aplicaciones, la presente invención se describe en el presente documento con referencia particular a una supervisión de glucosa en un fluido intersticial.
[0034] En particular, el sensor de analito puede ser un sensor electroquímico. Como se usa en el presente documento, el término "sensor electroquímico" se refiere a un sensor de analito que está adaptado para una detección de una propiedad electroquímicamente detectable del analito, tal como una reacción de detección electroquímica. Por tanto, por ejemplo, la reacción de detección electroquímica se puede detectar aplicando y comparando uno o más potenciales de electrodo. Específicamente, el sensor electroquímico se puede adaptar para generar la al menos una señal de medición que puede indicar, directa o indirectamente, una presencia y/o una extensión de la reacción de detección electroquímica, tal como al menos una señal de corriente y/o al menos una señal de voltaje. La medición puede ser una medición cualitativa y/o cuantitativa. Todavía son factibles otros modos de realización.
[0035] El sensor electroquímico como se usa en el presente documento está dispuesto a modo de una celda electroquímica que emplea al menos un par de electrodos. Como se usa, en general, el término "electrodo" se refiere a un elemento que está adaptado para entrar en contacto con el fluido corporal, directamente o bien por medio de al menos una capa o membrana semipermeable, en el que cada electrodo se realiza de modo que se produzca una reacción electroquímica en al menos una superficie del electrodo. En particular, los electrodos se pueden realizar de manera que pueden tener lugar procedimientos oxidativos y/o procedimientos reductores en superficies seleccionadas de los electrodos. En general, el término "procedimiento oxidativo" se refiere a una primera reacción química o bioquímica durante la que se libera un electrón de una primera sustancia, tal como un átomo, un ion o una molécula, que se oxida de este modo. Otra reacción química o bioquímica por la que otra sustancia puede aceptar el electrón liberado se denomina, en general, por el término "procedimiento reductor". Conjuntamente, la primera reacción y la otra reacción también se pueden denominar "reacción rédox". Como resultado, se puede generar una corriente eléctrica que se refiera a cargas eléctricas en movimiento. En el presente documento, el curso detallado de la reacción rédox se puede influenciar por una aplicación de un potencial eléctrico.
[0037] Además, cada electrodo comprende un material eléctricamente conductor. Como se usa, en general, el término "material eléctricamente conductor" se refiere a una sustancia que está diseñada para conducir una corriente eléctrica a través de la sustancia. Para este propósito, es preferente un material altamente conductor que tiene una resistencia eléctrica baja, en particular, para evitar una disipación de energía eléctrica portada por la corriente eléctrica dentro de la sustancia. En general, el material eléctricamente conductor se puede seleccionar de un metal noble, especialmente oro; o de un material de carbono eléctricamente conductor; sin embargo, también pueden ser factibles otras clases de materiales conductores.
[0038] Como se usa además en el presente documento, el término "determinar" se refiere a un procedimiento de generar al menos un resultado representativo, en particular, evaluando la al menos una señal de medición como se adquiere por el sensor de analito. En el presente documento, el término "evaluar" se puede referir a una aplicación de procedimientos para presentar la al menos una señal de medición y derivar el al menos un resultado representativo de la misma. La al menos una señal de medición, específicamente, puede ser o comprender al menos una señal electrónica, tal como al menos una señal de voltaje y/o al menos una señal de corriente. La al menos una señal puede ser o puede comprender al menos una señal analógica y/o puede ser o puede comprender al menos una señal digital. Especialmente en sistemas eléctricos, se puede requerir aplicar una señal preespecificada a un dispositivo específico para poder registrar la señal de medición deseada. A modo de ejemplo, medir una señal de corriente puede requerir la aplicación de una señal de voltaje al dispositivo, o viceversa.
[0039] Como se usa además en el presente documento, el término "supervisión" se refiere a un procedimiento de adquirir continuamente datos y derivar información deseada a partir de los mismos sin interacción del usuario. Para este propósito, se generan y evalúan una pluralidad de señales de medición, a partir de las que se determina la información deseada. En el presente documento, la pluralidad de señales de medición se puede registrar dentro de intervalos de tiempos fijos o variables o, de forma alternativa o además, en una aparición de al menos un acontecimiento preespecificado. En particular, el sensor de analito como se usa en el presente documento se puede configurar, especialmente, para una supervisión continua de uno o más analitos, en particular, de glucosa, tal como para la gestión, supervisión y control de un estado diabético.
[0041] En general, el sensor de analito puede comprender un cuerpo de sensor, en particular, un sustrato. Como se usa en el presente documento, el término "sustrato" se refiere a un elemento arbitrario diseñado para portar uno o más de otros elementos dispuestos en el mismo o en el interior del mismo. Específicamente, el sustrato puede ser flexible y/o deformable. En particular, el sustrato puede ser doblable. En particular, preferente, el sustrato puede ser un sustrato planar. Como se usa, en general, el término "planar" se refiere a un cuerpo que comprende extensiones en dos dimensiones, típicamente indicadas como "superficie" del cuerpo planar, que exceden la extensión en una tercera dimensión, típicamente indicada como "espesor" del cuerpo planar, en un factor de 2, al menos un factor de 5, al menos un factor de 10 o incluso al menos un factor de 20 o más. Como ejemplo, el sustrato puede tener un espesor de 50 µm a 1 mm, específicamente de 80 µm a 500 µm, tal como de 110 µm a 250 µm. Usar un sustrato planar, en particular, puede facilitar proporcionar un sensor plano. Como se usa, en general, el término "sensor plano" se refiere a un tipo particular de sensor de analito que comprende un sustrato planar que proporciona un portador para los otros elementos, preferentemente los electrodos, del sensor de analito que se van a proporcionar, preferentemente, en forma de capas, depositadas directa o indirectamente en el sustrato.
[0043] El sustrato puede tener, específicamente, una conformación alargada, tal como una conformación de tira o una conformación de barra; sin embargo, también pueden ser factibles otras clases de conformaciones. Como se usa, en general, el término "conformación alargada" indica que cada superficie del cuerpo planar tiene una extensión en una dirección a lo largo del alargamiento que excede una extensión perpendicular al mismo en al menos un factor de 2, al menos un factor de 5, al menos un factor de 10 o incluso al menos un factor de 20 o más.
[0045] Específicamente, el sustrato planar puede tener un primer lado y un segundo lado, en el que el primer lado y el segundo lado difieren entre sí. Como se usa, en general, el término "lado" se refiere a una superficie del cuerpo de sensor. En el presente documento, los términos "primero" y "segundo" se consideran como descripción sin especificar un orden y sin excluir un modo de realización en el que pueden estar presentes otros elementos de la misma clase. En un modo de realización preferente, el primer lado y el segundo lado se pueden situar de modo opuesto entre sí.
[0047] El sustrato, preferentemente, puede ser o comprender al menos parcialmente, preferentemente de forma completa, al menos un material eléctricamente aislante, especialmente para evitar corrientes no deseadas entre elementos eléctricamente conductores como se porta por el sustrato. En un modo de realización preferente, el al menos un material eléctricamente aislante se puede seleccionar del grupo que consiste en una resina epoxi aislante, un policarbonato, un poliéster, un poli(cloruro de vinilo), un poliuretano, un poliéter, un polietileno, una poliamida, una poliimida, un poliacrilato, un polimetacrilato, un politetrafluoroetileno o un copolímero del mismo, y alúmina; sin embargo, también pueden ser factibles otras clases de materiales eléctricamente aislantes. En este caso, un poliéster adecuado puede ser poli(tereftalato de etileno) (PET).
[0049] De acuerdo con la presente invención, el sensor de analito comprende un electrodo de trabajo y al menos un otro electrodo, en el que el electrodo de trabajo y el al menos un otro electrodo se localizan en diferentes sitios en el sustrato, preferentemente en el primer lado y en el segundo lado del sustrato, en el que el primer lado y el segundo lado se pueden situar, preferentemente, en lados opuestos del sustrato. En un modo de realización, en particular, preferente, el electrodo de trabajo y el al menos un otro electrodo se pueden localizar en lados opuestos del sustrato de manera que un saliente geométrico del sitio del electrodo de trabajo sobre el lado del sustrato en el que el al menos un otro electrodo se puede localizar no da como resultado una superposición entre el saliente geométrico del sitio del electrodo de trabajo y del sitio del al menos un otro electrodo. Sin embargo, también puede ser factible colocar el electrodo de trabajo y el al menos un otro electrodo en sitios diferentes en el mismo lado del sustrato, tal como tanto en el primer lado como en el segundo lado del sustrato.
[0050] El al menos un otro electrodo puede ser, preferentemente, un contraelectrodo, un electrodo de referencia y/o un contraelectrodo/electrodo de referencia combinado. Como es, en particular, preferente, el al menos un otro electrodo puede ser o comprender solo un único contraelectrodo/electrodo de referencia combinado, específicamente para proporcionar un sensor de analito que tiene una expansión espacial considerablemente pequeña configurado, en particular, para usarse como sensor implantable. Si el sensor de analito solo tiene dos electrodos, típicamente comprende un único electrodo de trabajo y un único contraelectrodo/electrodo de referencia combinado. En el presente documento, el electrodo de trabajo puede tener una capa de reactivo que comprende un componente de biorreconocimiento, específicamente una enzima que tiene un cofactor enzimático activo rédox adaptado para soportar una oxidación del analito en el fluido corporal. En un modo de realización, en particular, preferente, cada electrodo puede tener una extensión lateral de 0,2 mm a 10 mm, preferentemente de 0,5 mm a 5 mm, más preferente de 0,7 mm a 2 mm, y un espesor de 1 µm a 10 µm, preferentemente de 2 µm a 5 µm. Sin embargo, también pueden ser factibles otros modos de realización de los electrodos.
[0052] Como se indica anteriormente, el al menos un otro electrodo comprende una capa conductora, una capa que comprende plata que cubre parcialmente la capa conductora; y una capa protectora que cubre la capa que comprende plata y una porción de la capa conductora. Otras porciones de un lado particular del sustrato se pueden cubrir, parcial o completamente, por una capa aislante. Como se usa en el presente documento, el término "capa" se refiere a un volumen que comprende un material que tiene extensiones en dos dimensiones laterales, típicamente indicadas como "extensión lateral" o simplemente "extensión" de la capa, que exceden la extensión en una tercera dimensión, normalmente indicada como "espesor" de la capa, en un factor de 2, al menos un factor de 5, al menos un factor de 10 o incluso al menos un factor de 20 o más. En el presente documento, la capa se puede portar por el sustrato respectivo, en particular, para proporcionar estabilidad e integridad a la capa. La capa puede tener, específicamente, una conformación alargada, tal como una conformación de tira o una conformación de barra; sin embargo, también pueden ser factibles otras clases de conformaciones. Como se describe a continuación con más detalle, cada capa, preferentemente, se puede producir en un procedimiento aditivo aplicando un material deseado al sustrato o a una capa ya depositada; sin embargo, también puede ser factible usar otro procedimiento. Para más detalles, se puede hacer referencia a la descripción del procedimiento a continuación.
[0054] La capa conductora es una capa eléctricamente conductora. Como se usa, en general, el término "eléctricamente conductor" se refiere a una propiedad de una sustancia de conducir una corriente eléctrica a través de la sustancia. Preferentemente, la capa conductora puede comprender un material eléctricamente conductor. Como ya se define anteriormente, el término "material eléctricamente conductor" se refiere a una sustancia que está diseñada para conducir una corriente eléctrica a través de la sustancia. El material eléctricamente conductor, como es, en particular, preferente, se puede seleccionar de un material de carbono eléctricamente conductor; sin embargo, también puede ser factible otra clase de materiales conductores, tales como un metal noble, especialmente oro.
[0055] En otro modo de realización, la capa conductora puede ser o comprender una capa estructurada, tal como se divulga en la solicitud de patente europea 20207218.7, presentada el 12 de noviembre de 2020. En consecuencia, el material eléctricamente conductor se puede seleccionar del grupo que consiste en oro, níquel, platino, paladio, carbono, pasta de carbono, polianilina y poli-3,4-etilendioxitiofeno (PEDOT), en particular, preferente, el al menos un material eléctricamente conductor se selecciona del grupo que consiste en oro, carbono y pasta de carbono. Más preferentemente, el al menos un material eléctricamente conductor consiste esencialmente en oro y/o carbono y/o pasta de carbono.
[0057] Además, el al menos un otro electrodo tiene una capa que comprende plata. Como se usa en el presente documento, el término "capa que comprende plata" se refiere a un tipo particular de capa que comprende una sustancia que comprende plata, específicamente seleccionada de al menos una de plata elemental (Ag) y un compuesto que comprende plata, en la que el compuesto que comprende plata puede ser, preferentemente, cloruro de plata (AgCl). En un modo de realización preferente, la capa que comprende plata puede comprender solo AgCl en un momento cuando se produce el sensor de analito, en el que no se puede añadir Ag elemental en ese momento. Sin embargo, durante el uso del sensor de analito, se puede formar, a continuación, Ag elemental a partir del AgCl de modo que, durante el uso, el sensor de analito puede comprender, posteriormente, Ag/AgCl. Un sensor de analito que tiene una capa que comprende plata que comprende Ag/AgCl es, en particular, preferente.
[0058] En un modo de realización particular, la Ag/AgCl puede estar comprendida como una pluralidad de partículas conductoras en un aglutinante dentro de la capa que comprende plata. Como se usa, en general, el término "aglutinante" se refiere a una sustancia designada para mantener la pluralidad de las partículas conductoras dentro de una preparación al menos parcialmente, preferentemente de forma completa, conjuntamente. Las partículas conductoras se pueden dispersar, en particular, dentro del al menos un aglutinante. Especialmente, las partículas conductoras se pueden dispersar homogéneamente dentro del al menos un aglutinante. En el presente documento, el al menos un aglutinante se puede seleccionar del grupo que consiste en aglutinantes metálicos, aglutinantes cerámicos y aglutinantes poliméricos. Son preferentes los aglutinantes poliméricos, en particular, aglutinantes poliméricos que se unen físicamente y/o aglutinantes poliméricos que se unen químicamente. A modo de ejemplo, la Ag/AgCl dentro de la capa que comprende plata puede comprender de un 50 a un 70 % en peso de Ag, de un 20 a un 40 % en peso de AgCl y de un 1 a un 20 % en peso de un aglutinante, en el que cada % en peso se basa en una suma del % en peso de Ag, AgCl y el aglutinante. Sin embargo, también puede ser factible otra clase de preparación de la capa que comprende plata.
[0059] Como se indica además anteriormente, la capa que comprende plata cubre parcialmente la capa conductora. Como se usa en el presente documento, el término "parcialmente" se refiere a una sección de una superficie accesible de la capa conductora que se cubre por la capa que comprende plata, en la que una sección restante de la superficie accesible de la capa conductora no se cubre por la capa que comprende plata. Como se usa además en el presente documento, el término "superficie accesible" se refiere a una superficie particular de una capa, tal como la capa que comprende plata o de la capa conductora, que ya no es colindante a otra superficie y, por tanto, está lista para cubrirse por otra capa. En este caso, la sección de la capa conductora que se cubre por la capa que comprende plata puede ser, preferentemente, de un 2 % a un 50 %, más preferente de un 5 % a un 40 %, en particular, de un 10 % a un 30 %, de la superficie accesible de la capa conductora.
[0060] Además, el al menos un otro electrodo comprende una capa protectora. Como se usa, en general, el término "capa protectora" se refiere a un tipo particular de capa que se aplica para controlar el acceso a otra capa que se cubre parcial o completamente por la capa protectora. Como se usa en el presente documento, el término "completamente" se refiere a una interrupción completa del acceso a la otra capa, mientras que el término "parcialmente" se refiere a una barrera selectiva que proporciona acceso selectivo a la otra capa.
[0061] En un modo de realización preferente, la capa protectora puede ser o comprender una membrana que puede comprender una pluralidad de orificios, en el que los orificios están diseñados para proporcionar acceso a la otra capa para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito. Como se usa, en general, el término "orificios" se refiere a una abertura y/o perforación en la membrana, permitiendo, de este modo, el paso de una o más moléculas y/o compuestos a través de los orificios, con lo que se proporciona el acceso selectivo deseado a la otra capa para el fluido corporal. En el presente documento, los orificios se pueden distribuir de modo uniforme o de modo no uniforme sobre la expansión aérea de la membrana. Específicamente, los orificios pueden presentar un área total de 0,005 mm<2>a 0,15 mm<2>, preferentemente de 0,01 mm<2>a 0,02 mm<2>. Como se usa en el presente documento, el término "área total de orificios" se refiere a la suma del área de superficie de los orificios como se comprende por la membrana. Además, la membrana puede tener un espesor de 1 µm a 100 µm, preferentemente de 2 µm a 25 µm, más preferente de 5 µm a 20 µm.
[0062] En un modo de realización, en particular, preferente, la capa protectora puede ser una capa hidrófoba. Como se usa en el presente documento, el término "hidrófobo" se refiere a una propiedad de la capa protectora en que un material protector como se comprende por la capa protectora puede tener una absorción de agua de un 0 a un 5 % en peso, preferentemente de menos de un 1 % en peso, en base a un peso total del material protector. En el presente documento, el material protector puede comprender, preferentemente, al menos un polímero hidrófobo, preferentemente un polímero hidrófobo termoplástico. Específicamente, el polímero hidrófobo se puede seleccionar del grupo que consiste en poliuretanos termoplásticos (TPU), poliurea termoplástica, polietileno, polipropileno, poliestireno, polímeros de metacrilato de butilo (BUMA), poli(tereftalato de etileno) (PET) y resinas de endurecimiento UV, especialmente siliconas acriladas, uretanos acrilados, poliésteres acrilados y epóxidos acrilados. En particular, el polímero hidrófobo puede ser o comprender un poliuretano termoplástico. Sin embargo, también pueden ser factibles otros tipos de polímeros hidrófobos.
[0063] Para más detalles sobre la membrana, específicamente con respecto a sus propiedades y composición, se puede hacer referencia a la solicitud de patente europea 20184466.9, presentada el 7 de julio de 2020, que divulga un sensor de analito que comprende una membrana.
[0064] En particular, de acuerdo con la presente invención, la capa protectora cubre
[0065] – la capa que comprende plata completamente separada de al menos un área accesible a al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito; y
[0066] – una porción de la capa conductora.
[0067] En el presente documento, la capa que comprende plata se puede cubrir completamente separada de al menos un área accesible a al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito usando la capa protectora como se describe anteriormente que comprende la membrana que tiene la pluralidad de los orificios que están designados para proporcionar el acceso selectivo deseado a la capa que comprende plata para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito. De forma alternativa o además, la capa que comprende plata puede comprender un borde de corte expuesto que también se puede designar para proporcionar el acceso deseado a la capa que comprende plata para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito. Como se usa en el presente documento, el término "borde de corte" se refiere a una superficie en la capa que comprende plata que es accesible para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito como se genera retirando una porción de la capa protectora de la superficie de la capa que comprende plata. En general, la retirada de la porción de la capa protectora de la superficie de la capa que comprende plata se ha realizado cuando se corta un sustrato bruto como se define a continuación con más detalle en trozos apropiados configurados para formar los sensores de analito individuales. En el presente documento, se puede aplicar un procedimiento de corte que, de forma concurrente, puede retirar la porción de la capa protectora de la superficie de la capa que comprende plata cuando se puede aplicar un cortador para este propósito. Independientemente de la disposición seleccionada, el acceso selectivo deseado a la capa que comprende plata para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito permite determinar el al menos un analito de acuerdo con la presente invención a partir de una interacción del fluido corporal con la capa que comprende plata.
[0069] Como se indica anteriormente, la capa protectora solo cubre una porción de la capa conductora. Como se usa, en general, el término "porción" se refiere a una sección de una superficie accesible de la capa conductora que está cubierta por la capa protectora, en la que una sección restante de la superficie accesible de la capa conductora no está cubierta por la capa protectora. Para el término "superficie accesible" se puede hacer referencia a la definición como se proporciona anteriormente. La porción de la capa conductora como se cubre por la capa protectora es de un 20 % a un 80 %, preferentemente de un 25 % a un 75 %, específicamente de un 30 % a un 70 %, en particular, de un 40 % a un 60 %.
[0071] De forma sorprendente, se podría demostrar experimentalmente que dejar la sección restante de la superficie accesible de la capa conductora descubierta por la capa protectora puede reducir drásticamente la resistencia en serie equivalente (ESR) medida del sensor de analito cuando se aplica un procedimiento de medición de transitorios rápidos, tal como se describe en la solicitud de patente europea 20162098.6, presentada el 10 de marzo de 2020, con más detalle. Como se usa, en general, el término "voltaje de transitorio rápido" se refiere al menos a una alteración de un voltaje eléctrico entre dos electrodos, en el que la alteración puede presentar flancos de señal de transitorio rápido, en particular, dos bordes muy pronunciados. El voltaje eléctrico como se aplica durante el procedimiento de medición de transitorios rápidos puede comprender una señal seleccionada de al menos una de una forma de onda cuadrada, una forma de onda sinusoidal o una señal no continua, tal como un pulso de voltaje.
[0073] En el presente documento, el término "pulso" se refiere a una señal que tiene una alteración transitoria de una amplitud de la señal desde un primer valor de referencia, por medio de un flanco ascendente o un flanco descendente, a un segundo valor, seguido de un retorno, por medio de un flanco descendente o un flanco ascendente, al valor de referencia o al menos aproximadamente al valor de referencia, en el que el segundo valor puede ser mayor o menor que el valor de referencia. La duración de pulso puede ser ≤ 50 µs, preferentemente ≤ 20 µs, más preferente ≤10 µs. En particular, la duración de un solo pulso puede ser suficientemente larga para registrar su propagación y puede ser suficientemente corta para no excitar el sensor de analito de manera electroquímica. Como se usa además en general, el término "transitorio rápido" se refiere al intervalo de tiempo entre el primer y segundo valores del flanco de señal, que puede ser, preferentemente, de 50 ns o inferior, más preferentemente de 20 ns o inferior, y se puede limitar solo por la electrónica tal como por un convertidor analógico a digital. Un flanco más rápido y una transición más nítida hacia una meseta como se constituye por el valor de referencia o por el segundo valor pueden incrementar la resolución entre una parte óhmica de la resistencia y una parte capacitiva de la capacitancia del sensor de analito.
[0075] Como se indica anteriormente, el procedimiento de medición de transitorios rápidos se puede usar, en particular, para medir una resistencia en serie equivalente (ESR) del sensor de analito, en el que la ESR medida puede comprender, típicamente, una resistencia de una membrana comprendida por el sensor de analito. En el presente documento, una conductividad iónica de la membrana se puede correlacionar con una permeabilidad de la membrana para un analito que se va a determinar y, en consecuencia, con una sensibilidad del sensor de analito. La ESR medida se puede usar para corregir una desviación de sensibilidad en el sensor de analito, tal como provocada por una temperatura variable, pero también se puede usar para detectar una carga mecánica en un sitio de inserción del sensor en el cuerpo de un usuario, específicamente, puesto que la permeabilidad de la membrana puede depender, en particular, de una temperatura, un entorno químico o una carga mecánica de la membrana, pero no de las dimensiones de la membrana. Como resultado, se puede incrementar considerablemente una resolución eficaz de las medición de transitorios rápidos cuando se determinan propiedades de membrana en el sensor de analito de acuerdo con la presente invención a partir de la ESR medida.
[0077] En otro modo de realización, el sensor de analito puede comprender una capa eléctricamente aislante, que puede cubrir las superficies restantes del sensor de analito, específicamente una porción de la capa conductora que no está cubierta por la capa que comprende plata y/o la capa protectora y que no es parte de la superficie accesible a la capa conductora que se deja libre de la capa protectora. En particular, la capa eléctricamente aislante puede ser un barniz eléctricamente aislante, tal como un fotoprotector o un protector de soldadura; sin embargo, también puede ser factible otra clase de capa eléctricamente aislante. Este modo de realización puede ayudar además a proteger el sensor de analito.
[0079] En otro aspecto de la presente invención, se divulga un procedimiento para producir un sensor de analito para determinar al menos un analito, en particular, para producir el sensor de analito para determinar al menos un analito como se describe en el presente documento. El procedimiento comprende las siguientes etapas de: a) proporcionar un sustrato bruto;
[0080] b) aplicar una capa conductora en el sustrato bruto;
[0081] c) aplicar una capa que comprende plata de manera que cubre parcialmente la capa conductora;
[0082] d) aplicar una capa protectora de manera que cubre
[0083] ○ la capa que comprende plata; y
[0084] ○ una porción de la capa conductora de modo que la porción de la capa conductora (124) cubierta por la capa protectora (128) es de un 20 % a un 80 %;
[0085] e) preparar un electrodo de trabajo; y
[0086] f) cortar el sustrato bruto para obtener el sensor de analito.
[0087] En el presente documento, las etapas indicadas se pueden realizar, preferentemente, en el orden dado, comenzando de este modo con la etapa a), continuando con las etapas b), c), d) y e), y finalizando con la etapa f). Sin embargo, como se describe a continuación con más detalle, la etapa e) también se puede realizar después de la etapa f). Además, también se pueden realizar etapas adicionales, ya sea descritas en el presente documento o no.
[0088] De acuerdo con la etapa a), se proporciona un sustrato bruto. Como se usa en el presente documento, el término "sustrato bruto" se refiere a al menos un material designado para formar una capa portadora para soportar el electrodo de trabajo y el al menos un otro electrodo como se define anteriormente. A partir del sustrato bruto, se puede producir el sustrato del sensor de analito como se describe en otra parte en el presente documento, específicamente cortando el sustrato bruto en trozos apropiadas. En particular, el sustrato bruto puede comprender un material eléctricamente aislante. Para el material eléctricamente aislante así como para otras propiedades del sustrato bruto, se puede hacer referencia a la descripción del sustrato anterior. Sin embargo, una longitud y una anchura del sustrato bruto, en general, pueden diferir considerablemente de la longitud y la anchura del sustrato como se comprende por el sensor de analito completado. Preferentemente, el sustrato bruto puede tener una longitud de 1 cm a 1 km, más preferente de 10 cm a 100 m, y una anchura de 1 cm a 10 cm, más preferente de 2 cm a 8 cm. En un modo de realización preferente, el sustrato bruto se puede proporcionar como un rollo, en particular, designado para usarse en un procedimiento de rollo a rollo.
[0089] De acuerdo con la etapa b), se aplica una capa conductora, en particular, la capa conductora como se describe en otra parte en el presente documento en el sustrato bruto. Como se usa, en general, el término "aplicar" se refiere a un procedimiento aditivo por el que un material deseado se deposita en el sustrato o en una capa ya depositada; sin embargo, también puede ser factible usar otro procedimiento para producir la capa deseada. En particular, el procedimiento aditivo se puede seleccionar de un procedimiento de depósito conocido, incluyendo, pero sin limitarse a, serigrafía, recubrimiento con matriz de ranura, pulverización catódica, evaporación a vacío, depósito de capa atómica, depósito químico en fase de vapor, pirólisis por pulverización, electrodepósito, anodización, electroconversión, crecimiento por inmersión sin electricidad, adsorción y reacción iónica sucesivas, depósito en baño químico y una técnica de interfaz solución-gas, en el que serigrafía o recubrimiento con matriz de ranura, en particular, pueden ser preferentes.
[0090] De acuerdo con la etapa c), se aplica una capa que comprende plata de manera que cubre parcialmente la capa conductora. Para más detalles sobre la capa que comprende plata y el procedimiento de aplicación, se puede hacer referencia a la descripción anterior.
[0091] De acuerdo con la etapa d), se aplica una capa protectora de manera que cubre la capa que comprende plata; y una porción de la capa conductora. Para más detalles sobre la capa de protección y el procedimiento de aplicación, se puede hacer referencia a la descripción anterior. Como ya se indica anteriormente, la capa protectora puede ser o comprender una membrana que tiene una pluralidad de orificios designados para proporcionar acceso selectivo a la capa que comprende plata para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito.
[0092] De acuerdo con la etapa e), se prepara un electrodo de trabajo. Para más detalles sobre el electrodo de trabajo y el procedimiento de aplicación, se puede hacer referencia a la descripción en otra parte en el presente documento. De acuerdo con la etapa f), el sustrato bruto se corta para obtener el sensor de analito. Para este propósito, el sustrato bruto se puede cortar en láminas, preferentemente a lo largo de su anchura, con lo que se pueden formar tiras de sensor. En el presente documento, cada tira de sensor puede corresponder, preferentemente, a un único sensor de analito. Además, el sustrato bruto se puede cortar al menos una vez a lo largo de su longitud, específicamente antes o después de que el sustrato bruto se pueda cortar a lo largo de su anchura. Preferentemente, el sustrato bruto se puede cortar usando al menos un láser. En consecuencia, la etapa f) puede comprender un procedimiento de corte con láser. Como ya se describe anteriormente con más detalle, el corte se puede realizar durante la etapa f) de modo que la capa que comprende plata puede tener un borde de corte expuesto designado para proporcionar acceso a la capa que comprende plata para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito.
[0093] En un modo de realización preferente, el electrodo de trabajo se puede preparar, preferentemente, antes de cortar el sustrato bruto en láminas, específicamente aplicando un recubrimiento apropiado en un lado del sustrato bruto. De forma alternativa o además, el electrodo de trabajo se puede preparar después de cortar el sustrato bruto en láminas, específicamente generando cada sensor de analito individualizado aplicando un recubrimiento apropiado. También se puede realizar al menos otra etapa de procedimiento, ya se divulgue en el presente documento o no. En particular, se puede aplicar una capa eléctricamente aislante para cubrir las superficies restantes del sensor de analito, específicamente una porción de la capa conductora que no está cubierta por la capa que comprende plata y/o la capa protectora y que no es parte de la superficie accesible a la capa conductora que se deja libre de la capa protectora, como se describe anteriormente con más detalle.
[0094] Para más detalles con respecto al procedimiento, se puede hacer referencia a la descripción del sensor de analito como se proporciona en otra parte en el presente documento.
[0095] El sensor de analito para determinar al menos un analito y el procedimiento para producir dicho sensor de analito de acuerdo con la presente invención presentan ventajas particulares con respecto a la técnica anterior. Como se demuestra a continuación, en particular, en la figura 4, el sensor de analito que comprende una disposición de electrodo modificada como se describe en el presente documento reduce significativamente el ruido durante las mediciones, incrementando, de este modo, una proporción señal-ruido en las mediciones de transitorios rápidos del sensor de analito. Como se presenta además en la figura 4, el procedimiento para producir el sensor de analito permite tolerancias considerablemente mayores durante la producción del sensor de analito, debido principalmente al hecho de que diferentes sensores de analito, tales como los obtenidos preferentemente a partir de un sustrato bruto común, presentan una variación considerablemente reducida de la ESR sobre los sensores de analito. Además, la disposición de electrodo modificada como se usa para el sensor de analito de acuerdo con la presente invención se puede producir de una manera más fácil en comparación con los sensores de analito de la técnica anterior. Además, son concebibles otras ventajas.
[0096] Como se usa en el presente documento, los términos "tener", "comprender" o "incluir" o cualquier variación gramatical arbitraria de los mismos se usan de modo no exclusivo. 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 un elemento C, elementos C y D o incluso otros elementos.
[0097] Además, cabe señalar 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 el presente documento, 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 pueda estar presente una vez o más de una vez.
[0098] Además, como se usa en el presente documento, los términos "preferentemente", "más preferentemente", "en particular", "más en particular", "específicamente", "más específicamente" o términos similares se usan conjuntamente con rasgos característicos opcionales, sin restringir posibilidades alternativas. Por tanto, los rasgos característicos introducidos por estos términos son rasgos característicos opcionales y no se pretende que restrinjan el alcance de las reivindicaciones de ningún modo. La invención, como reconocerá el experto en la técnica, se puede realizar usando rasgos característicos alternativos. De forma similar, se pretende que los rasgos característicos introducidos por "en un modo de realización de la invención" o expresiones similares sean 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 dicho modo con otros rasgos característicos opcionales o no opcionales de la invención.
[0099] Breve descripción de las figuras
[0100] Otros detalles de la invención se pueden derivar de la siguiente divulgación de modos de realización preferentes. Los rasgos característicos de los modos de realización se pueden implementar de modo aislado o en cualquier combinación. La invención no se restringe a los modos de realización. Los modos de realización se representan esquemáticamente en las figuras. Las figuras no son a escala. Los números de referencia idénticos en las figuras se refieren a elementos idénticos o elementos funcionalmente idénticos o elementos que se corresponden entre sí con respecto a sus funciones.
[0101] En las figuras:
[0102] la figura 1 ilustra esquemáticamente una vista aérea de un sensor de analito de acuerdo con la presente invención;
[0103] la figura 2 ilustra esquemáticamente un procedimiento para producir un sensor de analito de acuerdo con la presente invención;
[0104] la figura 3 ilustra esquemáticamente etapas seleccionadas para producir un modo de realización ejemplar del sensor de analito de acuerdo con la presente invención;
[0105] la figura 4 ilustra esquemáticamente valores registrados para un desarrollo temporal de una resistencia en serie equivalente (ESR) del sensor de analito de acuerdo con la presente invención en comparación con un sensor de analito de la técnica anterior; y
[0106] la figura 5 ilustra esquemáticamente un diagrama de circuito equivalente del sensor de analito de acuerdo con la presente invención.
[0107] Descripción detallada de los modos de realización
[0108] La figura 1 ilustra esquemáticamente una vista aérea del sensor de analito 110 de acuerdo con la presente invención. Se enfatiza, en particular, aquí que las dimensiones como se usa en la figura 1 no son a escala. El sensor de analito 110 puede ser, como se representa allí, un sensor plano que puede ser parcialmente implantable para supervisar continuamente un analito, en particular, realizando una medición continua de uno o más analitos en un tejido subcutáneo, preferentemente en un fluido corporal, especialmente en un fluido intersticial o en sangre. Para este propósito, el sensor de analito 110 se puede configurar para convertir los uno o más analitos en una entidad eléctricamente cargada usando una enzima. Específicamente, los uno o más analitos pueden comprender glucosa, que se puede convertir en una entidad eléctricamente cargada usando al menos una de glucosa oxidasa (GOD) o glucosa deshidrogenasa (GHD) como la enzima. Sin embargo, el sensor de analito 110 también puede ser aplicable a otros analitos y/o a otros procedimientos para supervisar un analito.
[0109] Como se ilustra en la figura 1, el sensor de analito 110 comprende un sustrato 112 eléctricamente aislante. Como se describe anteriormente con más detalle, el sustrato 112 puede ser, en particular, un sustrato 112 planar alargado, que tiene específicamente una conformación de tira o una conformación de barra, que, preferentemente, puede ser flexible y/o deformable y/o doblable, y está designado para portar las otras capas como se describe a continuación. Usar el sustrato 112 planar, en particular, puede facilitar proporcionar el sensor plano. El sustrato 112 puede comprender al menos un material eléctricamente aislante, preferentemente seleccionado del grupo como se indica anteriormente, especialmente para evitar corrientes no deseadas entre los elementos eléctricamente conductores portados por el sustrato 112.
[0110] Como se representa además en la figura 1, el sustrato 112 planar tiene un primer lado 114 y un segundo lado 116, en el que el primer lado 114 y el segundo lado 116 se sitúan de modo opuesto entre sí. En el modo de realización ejemplar del sensor de analito 110 como se muestra en la figura 1, un electrodo de trabajo 118 se localiza en el primer lado 114 del sustrato 112 planar mientras que un otro electrodo 120 se localiza en el segundo lado 116 del sustrato 112 planar. Como se ilustra además ahí, el electrodo de trabajo 118 y el otro electrodo 120 se localizan en el sustrato 112 de manera que un saliente geométrico del sitio del electrodo de trabajo 118 sobre el segundo lado 116 del sustrato 112 en el que el otro electrodo 120 se localiza no da como resultado una superposición entre el saliente geométrico del sitio del electrodo de trabajo 118 y del sitio del otro electrodo 120. Como alternativa, también puede ser factible colocar tanto el electrodo de trabajo 118 como el otro electrodo 120 en diferentes sitios en el mismo lado del sustrato 112.
[0111] El otro electrodo 120 puede ser, preferentemente, un contraelectrodo, un electrodo de referencia y/o un contraelectrodo/electrodo de referencia combinado. Como es, en particular, preferente, el otro electrodo puede ser o comprender un único contraelectrodo/electrodo de referencia combinado, de modo que el sensor de analito 110 podría ser considerablemente pequeño para usarse como sensor implantable.
[0112] Como se representa además en la figura 1, el otro electrodo 120 comprende una capa conductora 122, 124 que cubre directamente, preferentemente de forma completa, tanto el primer lado 114 como el segundo lado 116 del sustrato 114. Preferentemente, la capa conductora 122, 124 puede comprender un material eléctricamente conductor, específicamente seleccionado de un metal noble, especialmente oro; o, como es, en particular, preferente, de un material de carbono eléctricamente conductor; sin embargo, también pueden ser factibles otras clases de materiales conductores. Como alternativa, la capa conductora 122, 124 puede comprender una estructura en capas, tal como se describe anteriormente con más detalle.
[0113] Como se ilustra además en la figura 1, una capa que comprende plata 126 cubre parcialmente la capa conductora 124 en el segundo lado 116 del sustrato 114. Como ya se indica anteriormente, la capa que comprende plata 126 puede comprender, preferentemente, Ag/AgCl, que se puede generar, en particular, a partir de una capa de AgCl original durante el uso del sensor de analito 110, en la que Ag elemental se puede formar a partir de AgCl durante el uso del sensor de analito 110. Como ya se indica además anteriormente, la porción de la capa conductora 124 que se puede cubrir por la capa que comprende plata 124 puede ser, preferentemente, de un 5 % a un 30 %, más preferente de un 10 % a un 25 %, en particular, de un 15 % a un 20 %, de la superficie de la capa conductora 124 en el segundo lado 116 del sustrato 114 que se localiza de modo opuesto con respecto al segundo lado 116 del sustrato al que se aplica la capa conductora 124.
[0114] Como se representa además en la figura 1, una capa protectora 128 cubre la capa que comprende plata 126 y una porción de la capa conductora 124 en el segundo lado 116 del sustrato 114. Como ya se indica además anteriormente, la porción de la capa conductora 124 en el segundo lado 116 del sustrato 114 que está cubierta por la capa protectora 128 es de un 20 % a un 80%, preferentemente de un 25 % a un 75 %, específicamente de un 30 % a un 70 %, en particular, de un 40 % a un 60 %. Como se ilustra en la figura 4, se podría demostrar experimentalmente que dejar la sección restante de la superficie accesible de la capa conductora 124 en el segundo lado 116 del sustrato 114 descubierta por la capa protectora 128, de una manera sorprendente, puede reducir drásticamente la resistencia en serie equivalente (ESR) medida del sensor de analito 110.
[0115] Como se ilustra además en la figura 1, la capa que comprende plata 126 está completamente cubierta por la capa protectora 128 separada de un área accesible 130 que proporciona acceso a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos. Como se representa esquemáticamente aquí, la capa que comprende plata 126 puede comprender un borde de corte expuesto 132 que proporciona el acceso deseado a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos. En el presente documento, el borde de corte 132 puede ser una superficie en la capa que comprende plata 126 generada retirando una porción de la capa protectora 128 de la superficie de la capa que comprende plata 126 cuando se realiza un procedimiento de corte durante el que se corta un sustrato bruto en trozos apropiados configurados para formar los sensores de analito 110 individuales. Como se representa esquemáticamente además aquí, la capa protectora 128, de forma alternativa o además, puede ser una membrana 134 que comprende una pluralidad de orificios 136, en la que los orificios 136 están diseñados para proporcionar acceso a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos. Independientemente de la disposición seleccionada, el acceso selectivo deseado a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos permite determinar los uno o más analitos a partir de una interacción del fluido corporal con la capa que comprende plata 126.
[0116] En otro modo de realización (no representado aquí), una capa eléctricamente aislante puede cubrir otra porción de la capa conductora 124, específicamente una porción de la capa conductora 124 que no está cubierta por la capa que comprende plata 126 y/o la capa protectora 128 y que no es parte de la superficie accesible 130 a la capa conductora 124 que se deja libre de la capa protectora 128. En el presente documento, la capa eléctricamente aislante puede ser o comprender un barniz eléctricamente aislante; sin embargo, también pueden ser factibles otros materiales eléctricamente aislantes.
[0117] La figura 2 ilustra esquemáticamente un procedimiento 140 para producir el sensor de analito 110 de acuerdo con la presente invención.
[0118] Se proporciona un sustrato bruto 142 en una etapa de provisión 144 de acuerdo con la etapa a). Como ya se indica anteriormente, el sustrato bruto 142 tiene el mismo material aislante y el mismo espesor que el sustrato 112, pero difiere del sustrato 112 en una longitud y una anchura. Los sensores de analito 110 individuales que comprenden cada uno el sustrato 112 se pueden aislar del sustrato bruto 142 usando un procedimiento de corte como se describe anteriormente con más detalle. Para facilitar el procesamiento, el sustrato bruto 142 se puede designar, preferentemente, para usarse en un procedimiento de rollo a rollo y se puede proporcionar, en particular, como un rollo.
[0119] La capa conductora 122, 124 se aplica en una primera etapa de aplicación 146 de acuerdo con la etapa b) al sustrato bruto 142, preferentemente, de modo que puede cubrir directamente, preferentemente de modo completo, tanto el primer lado 114 como el segundo lado 116 del sustrato 114.
[0120] La capa que comprende plata 126 se aplica en una segunda etapa de aplicación 148 de acuerdo con la etapa c) de manera que cubre parcialmente la capa conductora 124 como se aplica al segundo lado 116 del sustrato 114 de un modo como se describe anteriormente con más detalle.
[0121] La capa protectora 128 se aplica en una tercera etapa de aplicación 150 de acuerdo con la etapa d) de manera que cubre una porción de la capa conductora 124 y la capa que comprende plata 126 completamente separada del área accesible 130 que proporciona acceso a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos como se describe además anteriormente con más detalle.
[0122] El electrodo de trabajo 118 se prepara en una etapa de preparación 152 de acuerdo con la etapa e), preferentemente en un lado opuesto del sustrato bruto 142.
[0123] El sustrato bruto 142 se corta en una etapa de corte 154 de acuerdo con la etapa f) en trozos apropiados, específicamente usando un procedimiento de corte con láser, para obtener el sensor de analito 110 deseado. Como se ilustra esquemáticamente en la figura 2A, el electrodo de trabajo 118 se puede preparar en la etapa de preparación 152 antes del corte del sustrato bruto 142 en la etapa de corte 154. Sin embargo, en un modo de realización alternativo como se representa en la figura 2B, el electrodo de trabajo 118 se puede preparar en la etapa de preparación 152 después del corte del sustrato bruto 142 en la etapa de corte 154. Para procedimientos respectivos y ventajas implicadas de las correspondientes disposiciones de la etapa de preparación 152 y de la etapa de corte 154, se puede hacer referencia a la correspondiente descripción anterior.
[0124] La figura 3 ilustra esquemáticamente etapas de procedimiento seleccionadas para producir un modo de realización ejemplar del procedimiento 140 para producir el sensor de analito 110. En una vista superior, las etapas de procedimiento seleccionadas se muestran para un único sensor de analito; sin embargo, en la práctica, el procedimiento puede comprender, típicamente, producir una pluralidad de sensores de analito 110 de modo simultáneo en el único sustrato bruto 142.
[0125] Como se representa en la figura 3A, el sustrato bruto 142, que comprende un cuerpo de poli(tereftalato de etileno) (PET) que puede ser, preferentemente, simple o, como alternativa (no representado aquí), recubierto con una capa de Au, en particular, que tiene un espesor de 50 nm a 200 nm, específicamente de 100 nm, se proporciona de acuerdo con la etapa de provisión 144. En particular, el sustrato bruto 142 como se ilustra aquí es idéntico al sustrato 112 del sensor de analito 110 puesto que, como se indica anteriormente, solo se produce un único sensor de analito 110 en este modo de realización ejemplar.
[0126] Como se representa en la figura 3B, el sustrato bruto 142 como se proporciona de acuerdo con la etapa de provisión 144 se cubre, preferentemente de forma completa, con pasta de carbono que puede formar la capa conductora 124 de acuerdo con la primera etapa de aplicación 146.
[0127] Como se representa en la figura 3C, una porción de la capa conductora 124 como se proporciona durante la primera etapa de aplicación 146 se cubre con una pasta de Ag/AgCl para formar la capa que comprende plata 126 de acuerdo con la segunda etapa de aplicación 148.
[0128] La figura 3D representa una etapa de procedimiento como es conocido a partir de la técnica anterior en la que se aplica un poliuretano termoplástico (TPU) como la capa protectora 128 de manera que cubre completamente tanto la capa conductora 124 como la capa que comprende plata 126 completamente separada del área accesible 130 que proporciona acceso a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos. Las secciones restantes en el mismo lado del sustrato bruto 142 están recubiertas con una capa aislante 158. Como resultado, se obtiene un sensor de analito de la técnica anterior 160, en el que el área accesible 130 ascendía a aproximadamente 0,025 mm<2>.
[0129] Por el contrario a esto, la figura 3E representa la tercera etapa de aplicación 150 en la que el poliuretano termoplástico (TPU) se aplica como la capa protectora 128 de manera que cubre la capa que comprende plata 126 completamente separada del área accesible 130 que proporciona acceso a la capa que comprende plata 126 para el fluido corporal que comprende los uno o más analitos pero deja una superficie accesible 156 a la capa conductora 124 que se mantiene libre de la capa protectora 128. Como resultado, se obtiene el sensor de analito 110 ejemplar de acuerdo con la presente invención, en el que el área accesible 130, de nuevo, ascendía a aproximadamente 0,025 mm<2>. Sin embargo, la superficie accesible 156 a la capa conductora 124 que se dejó libre de la capa protectora 128 ascendía a aproximadamente 1,4 mm<2>. En consecuencia, un tamaño de la superficie accesible 156 a la capa conductora 124 excede claramente el tamaño del área accesible 130 a la capa que comprende plata 126, en particular, en un factor de al menos 10, preferentemente de al menos 25, más preferentemente de al menos 50.
[0130] La figura 4 ilustra los valores medidos de una resistencia en serie equivalente (ESR) en ohmios durante un periodo de tiempo que cubre 2,25 días de
[0131] – tres sensores de analito 110 ejemplares individuales de acuerdo con la presente invención que tienen una configuración como se representa esquemáticamente en la figura 3E; y
[0132] – tres sensores de analito de la técnica anterior 160 ejemplares individuales que tienen una configuración como se representa esquemáticamente en la figura 3D.
[0133] Como se demuestra en la figura 4, en comparación con los tres sensores de analito 160 ejemplares de la técnica anterior, los tres sensores de analito 110 ejemplares de acuerdo con la presente invención presentan, después de un periodo inicial 162, durante un periodo de medición 164
[0134] – un valor considerablemente disminuido para la ESR;
[0135] – una variación considerablemente reducida de la ESR sobre los correspondientes sensores de analito 110 ejemplares; y
[0136] – una duración considerablemente disminuida del periodo inicial 162.
[0137] Estas observaciones ventajosas se pueden explicar, en particular, por un impacto reducido de los bordes de corte expuestos 132, que varían de un sensor de analito 110 a otro sensor de analito 110, principalmente debido a las tolerancias del procedimiento, así como de los orificios 136 comprendidos por la membrana 134 que cubre la capa que comprende plata 126 en el valor de la ESR. De modo similar, el impacto de la absorción de agua inicial que induce el incremento, en general, observado de los valores de la ESR durante el periodo inicial 162 se reduce por la contribución predominante de la superficie accesible 156 a la ESR.
[0138] Estos efectos se resumen en un modelo como se ilustra esquemáticamente en la figura 5 que comprende un diagrama de circuito equivalente 170 que representa el sensor de analito 110 de acuerdo con la presente invención. Durante una medición de transitorios rápidos del sensor de analito 110, una capacidad de una doble capa C<dl>actúa como un condensador de derivación tanto en el electrodo de trabajo 118 como en el otro electrodo 120 y, por tanto, se puede ignorar cuando se mide la resistencia en serie equivalente (ESR) del sensor de analito 110. Como resultado, la ESR del sensor de analito 110 en este modelo solo puede depender de una suma de – una resistencia de membrana R<mem>en el electrodo de trabajo 118;
[0139] – una resistencia de solución R<sol>; y
[0140] – una resistencia paralela en el otro electrodo 120 como se genera por una resistencia de membrana R<mem’>y una resistencia adicional R<acc>que se puede atribuir a la superficie accesible 156 a la capa conductora 124 como se ilustra en las figuras 1 y 3F.
[0141] Debido a la relación bien conocida de que un valor para una resistencia total de una pluralidad de resistencias paralelas es siempre menor que el valor de cada una de las resistencias, la ESR total, en consecuencia, presenta un menor valor en el sensor de analito 110 de acuerdo con la presente invención como se representa por el diagrama de circuito equivalente 170 de la figura 5. Como resultado, el modelo puede explicar al menos el valor considerablemente disminuido para la ESR observada en las mediciones como se ilustra en la figura 4.
[0142] Lista de números de referencia
[0143] 110 sensor de analito
[0144] 112 sustrato
[0145] 114 primer lado
[0146] 116 segundo lado
[0147] 118 electrodo de trabajo
[0148] 120 otro electrodo
[0149] 122 capa conductora
[0150] 124 capa conductora
[0151] 126 capa que comprende plata
[0152] 128 capa protectora
[0153] 130 área accesible
[0154] 132 borde de corte
[0155] 134 membrana
[0156] 136 orificios
[0157] 140 procedimiento para producir un sensor de analito
[0158] 142 sustrato bruto
[0159] 144 etapa de provisión
[0160] 146 primera etapa de aplicación
[0161] 148 segunda etapa de aplicación
[0162] 150 tercera etapa de aplicación
[0163] 152 etapa de preparación
[0164] 154 etapa de corte
[0165] 156 superficie accesible
[0166] 158 capa aislante
[0167] 160 sensor de analito de la técnica anterior
[0168] 162 periodo inicial
[0169] 164 periodo de medición
[0170] 170 diagrama de circuito equivalente

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES
1. Un sensor de analito (110) para determinar al menos un analito, que comprende,
– un sustrato (112);
– un electrodo de trabajo (118) y una capa conductora (122, 124) localizada en diferentes sitios en el sustrato (112);
– una capa que comprende plata (126) que cubre parcialmente la capa conductora (124); y
– una capa protectora (128) que cubre
○ la capa que comprende plata (126) completamente separada de al menos un área (130) accesible a al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito; y
○ una porción de la capa conductora (124);
caracterizado por
que la porción de la capa conductora (124) cubierta por la capa protectora (128) es de un 20 % a un 80 %.
2. El sensor de analito (110) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa conductora (124), la capa que comprende plata (126) y la capa protectora (128) forman al menos un otro electrodo (120) seleccionado de un grupo que consiste en un contraelectrodo, un electrodo de referencia y un contraelectrodo/electrodo de referencia combinado.
3. El sensor de analito (110) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el al menos un otro electrodo (120) es o comprende un único contraelectrodo/electrodo de referencia combinado.
4. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que el electrodo de trabajo (118) se localiza en un primer lado (114) del sustrato (112) y en el que el al menos un otro electrodo (120) se localiza en un segundo lado (116) del sustrato (112), en el que el primer lado (114) y el segundo lado (116) del sustrato (112) se sitúan opuestos entre sí.
5. El sensor de analito (110) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el electrodo de trabajo (118) y el al menos un otro electrodo (120) se localizan en el sustrato (112) de manera que un saliente geométrico de un sitio del electrodo de trabajo (118) sobre el segundo lado (116) del sustrato (112) en el que el al menos un otro electrodo (120) se localiza no da como resultado una superposición entre el saliente geométrico del sitio del electrodo de trabajo (118) y del sitio del al menos un otro electrodo (120).
6. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la capa conductora (122, 124) comprende un material de carbono eléctricamente conductor.
7. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la capa que comprende plata (126) comprende Ag/AgCl.
8. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la capa protectora (128) es una capa hidrófoba.
9. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la capa protectora (128) es una membrana (134) que comprende una pluralidad de orificios (136), en el que los orificios (136) están diseñados para proporcionar acceso a la capa que comprende plata (126) para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito.
10. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la capa que comprende plata (126) comprende un borde de corte expuesto (132) que proporciona acceso a la capa que comprende plata (126) para el al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito.
11. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el sensor de analito (110) es un sensor plano.
12. El sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el sensor de analito (110) es un sensor parcialmente implantable.
13. Un procedimiento (140) para producir un sensor de analito (110) para determinar al menos un analito, en
particular, el sensor de analito (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, comprendiendo el procedimiento las etapas de
a) proporcionar un sustrato bruto (142);
b) aplicar una capa conductora (122, 124) en el sustrato bruto (142);
c) aplicar una capa que comprende plata (126) de manera que cubre parcialmente la capa conductora (124); d) aplicar una capa protectora (128) de manera que cubre
○ la capa que comprende plata (126); y
○ una porción de la capa conductora (124) de modo que la porción de la capa conductora (124) cubierta por la capa protectora (128) es de un 20 % a un 80 %;
e) preparar un electrodo de trabajo (118); y
f) cortar el sustrato bruto (142) para obtener el sensor de analito (110).
14. El procedimiento (140) de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la capa protectora (128) se aplica de manera que cubre completamente la capa que comprende plata (126) separada de un área accesible (130) que proporciona acceso a la capa que comprende plata (126) para al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito, en el que el área accesible (130) comprende una pluralidad de orificios (136),
– en el que la capa protectora (128) comprende la pluralidad de los orificios (136) que están diseñados para proporcionar acceso a la capa que comprende plata (126) para al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito; y/o
– en el que, después de cortar el sustrato bruto (142), la capa que comprende plata (126) tiene un borde de corte expuesto (132) que proporciona acceso a la capa que comprende plata (126) para al menos un fluido corporal que comprende el al menos un analito.
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