Реагент датчиков-анализаторов с целлюлозными полимерами
Группа изобретений относится к составу реагента датчика-анализатора, адаптированного для содействия определению концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, к способам определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе и к способу нанесения состава реагента датчика анализатора на подложку способом трафаретной печати. Состав реагента датчика-анализатора содержит от 1 мас.% до 4,0 мас.% энзима глюкозоксидазы, от 15 мас.% до 20 мас.% феррицианидного медиатора, от 3,6 мас.% до 6,0 мас.% полимера гидроксиэтилцеллюлозы и от 0,2 мас.% до 1,6 мас.% смектитовой глины. Способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе включает создание электрохимического датчика-анализатора, который состоит из противоэлектрода и рабочего электрода, области приема жидкости и указанного выше реагента датчика-анализатора, и определение концентрации анализируемого вещества за время менее 35 секунд. Другой способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе включает прокол пальца у испытуемого человека с целью забора пробы жидкости, размещение пробы жидкости, содержащей одно анализируемое вещество, в датчике-анализаторе, контактирование пробы жидкости с реагентом датчика-анализатора и определение концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости. Способ нанесения указанного выше состава реагента датчика-анализатора на подложку способом трафаретной печати включает создание сетчатого трафарета, состоящего из первой части со светочувствительной эмульсией и второй части, выполненной без светочувствительной эмульсии; подачу реагента датчика-анализатора на сетчатый трафарет и контактирование реагента с подложкой через вторую часть сетчатого трафарета. Заявленная группа изобретений обеспечивает повышение стабильности датчика, простое нанесение реагента, сокращение общего времени анализа и повышение сцепления реагента с подложкой. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил., 5 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение, в общем, относится к реагентам, использующимся в датчиках-анализаторах, в частности, реагентам с целлюлозными полимерами, повышает стабильность датчика-анализатора и снижает время на проведение анализа.
Уровень техники
Количественное определение анализируемых веществ в жидком компоненте тела имеет большое значение для диагностики и поддержания определенных физиологических отклонений. Например, у отдельных лиц необходимо контролировать уровень лактата, холестерина и билирубина. В частности, определение содержания глюкозы в жидких компонентах тела является важным для больных диабетом, которым необходимо часто проверять уровень глюкозы в жидких компонентах тела с тем, чтобы регулировать потребление глюкозы, входящей в рацион. Результаты подобных тестов можно использовать для определения того, необходимо ли вводить инсулин или другое лекарственное средство. В одном из типов систем исследования крови на уровень глюкозы для анализа такой жидкости, как проба крови, используются датчики-анализаторы.
Датчик-анализатор содержит чувствительный материал к биохимическим реакциям или их продуктам либо реактивный материал, вступающий в реакцию с исследуемым веществом, например содержащейся в крови глюкозой. Проверочный конец датчика-анализатора погружают в анализируемую жидкость, например взятую из пальца кровь после прокола. Жидкость втягивается в капиллярный канал, проходящий в датчике-анализаторе от проверочного конца до реактивного материала под капиллярным действием, обеспечивая забор достаточного количества жидкости в датчик-анализатор. Затем в некоторых датчиках-анализаторах жидкость вступает в химическую реакцию с реактивным материалом датчика-анализатора, что вызывает электрический сигнал, указывающий уровень глюкозы в анализируемой жидкости.
Одним из недостатков современных датчиков-анализаторов является то, что реагенты могут содержать компоненты, ухудшающие стабильность датчика. В частности, некоторые компоненты, такие как полиэтилен оксид (ПЭО), могут быть несовместимы с другими компонентами, например, энзимом и медиатором переноса электронов, которые являются важными для датчиков-анализаторов. Стабильность датчиков-анализаторов, снабженных реагентами, в состав которых входят, например, несовместимые с энзимом и медиатором переноса электронов компоненты может со временем ухудшаться. Такая нестабильность особенно очевидна в тех случаях, когда общее время анализа составляет менее 35 секунд. Таким образом, в датчиках-анализаторах желательно использовать такой реагент, компоненты которого повышают стабильность датчика-анализатора.
Краткое описание изобретения
В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения состав реагента датчика-анализатора подобран таким образом, чтобы способствовать определению концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости. Реагент включает в себя энзим, медиатор переноса электронов, целлюлозный полимер и реологическую присадку.
В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения способ определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости включает в себя использование электрохимического датчика-анализатора, способствующего определению концентрации анализируемого вещества. Электрохимический датчик-анализатор состоит из комплекта электродов, включая противоэлектрод и рабочий электрод, область приема жидкости и реагент датчика-анализатора, содержащий целлюлозный полимер. Данный способ включает в себя определение концентрации анализируемого вещества с общим временем анализа менее 35 секунд.
В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения способ определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости включает в себя прокалывание пальца с целью забора пробы жидкости, размещение пробы жидкости, содержащей не менее одного анализируемого вещества, в датчике-анализаторе, контактирование пробы жидкости с реагентом, содержащим целлюлозный полимер, способствующим стабилизации датчика-анализатора и обеспечивающим электрический сигнал, указывающий содержание анализируемого вещества в пробе жидкости, и определение анализируемого вещества с помощью электрического сигнала.
В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения использующийся в датчике-анализаторе картридж состоит из комплекта датчиков-анализаторов и корпуса, предназначенного для размещения датчиков-анализаторов. Каждый датчик-анализатор состоит из реагента, включающего в себя целлюлозный полимер, предназначенный для стабилизации датчика-анализатора и снижения общего времени анализа до менее 35 секунд.
В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения способ определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости включает в себя прокалывание пальца с целью забора пробы жидкости, размещение пробы жидкости, содержащей не менее одного анализируемого вещества, в датчике-анализаторе, контактирование пробы жидкости с реагентом, содержащим целлюлозный полимер, способствующим стабилизации датчика-анализатора, и определение концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости.
В соответствии с еще одним примером осуществления настоящего изобретения трафаретная печать на подложке включает в себя предоставление сетчатого трафарета, состоящего из первой части со светочувствительной эмульсией и второй части без светочувствительной эмульсии, подачу реагента, состоящего из растворителя, целлюлозного полимера и энзима, способствующих определению концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости на сетчатом трафарете, и контактирование реагента с подложкой через вторую часть сетчатого трафарета.
Приведенное выше краткое описание настоящего изобретения не предназначено для описания каждого примера осуществления изобретения или всех его аспектов. Дополнительные свойства и преимущества настоящего изобретения будут подробно описаны ниже, на рисунках и в патентных формулах.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведен перспективный вид открытого распределительного инструмента датчика-анализатора с вставленным блоком датчиков в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг.2а приведен вид спереди одноразового картриджа с комплектом уложенных датчиков-анализаторов в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг.2b приведен вид спереди распределительного инструмента датчика в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения, предназначенного для установки картриджа, показанного на фиг.2а;
на фиг.3 приведено покомпонентное представление датчика-анализатора в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения;
на фиг.4 приведен вид спереди электрохимического датчика-анализатора, показанного на фиг.3.
на фиг.5 приведена диаграмма сравнения восстановления процентного содержания глюкозоксидазы для датчиков-анализаторов, содержащих реагенты на основе ГЭЦ и на основе ПЭО, в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг.6 приведена диаграмма сравнения стабильности медиатора, как функции времени хранения реагента, для датчиков-анализаторов, содержащих реагенты на основе ГЭЦ и на основе ПЭО, в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг.7а-7b и 7c-7d приведены несколько диаграмм сравнения систематической ошибки при анализе и % систематической ошибки при анализе для 10- и 30-секундного анализа соответственно для датчиков-анализаторов, содержащих реагенты на основе ГЭЦ и на основе ПЭО, в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Данное изобретение предназначено для использования реагента в отдельном датчике или датчике-распределителе, содержащем несколько электрохимических или оптических датчиков. Электрохимические или оптические датчики-анализаторы используются для определения концентрации не менее одного анализируемого вещества в жидкости. С помощью реагента можно определить следующие вещества: глюкоза, липидные профили (например, холестерин, триглицерид, альфа-липопротеины низкой плотности и альфа-липопротеины высокой плотности), гемоглобин A1C, фруктоза, лактат или билирубин. Однако настоящее изобретение не ограничивается только определением этих анализируемых веществ, но предполагается определение и других анализируемых веществ. Анализируемые вещества могут содержаться, например, в пробе цельной крови, пробе сыворотки крови, пробе плазмы крови или других жидких компонентах тела, таких как интерстициальная жидкость и моча.
Комплект датчиков-анализаторов обычно хранится в одноразовом картридже или контейнере. В одном из примеров осуществления изобретения комплект датчиков-анализаторов хранится в блоке датчиков-анализаторов, где отдельные датчики упакованы в полости датчиков (например, в пакет типа пузыря). Пример одноразового картриджа 10, устанавливаемого в датчик-распределитель 20, приведен на фиг.1. В качестве примера приведен одноразовый картридж 10 типа «пузырь». Картридж 10 состоит из комплекта датчиков-анализаторов 12, каждый из которых хранится в отдельной полости датчика 14. Предполагается, что могут использоваться и другие блоки датчиков.
В другом примере реализации настоящего изобретения комплект датчиков-анализаторов может устанавливаться в такой одноразовый картридж, который показан на фиг.2а. Приведенный на фиг.2а одноразовый картридж 50 включает в себя корпус 52 и комплект уложенных датчиков-анализаторов 54, которые перемещаются в направлении стрелки А с помощью пружины 56. Картридж 50 также включает в себя комплект уплотнений 58а,b, которые обеспечивают защиту уложенных датчиков-анализаторов 54 от воздействия влажности. Датчики-анализаторы 54 по одному подаются из картриджа 50 через отверстие 60. Одноразовый картридж 50 может храниться в распределителе датчиков 70, показанном на фиг.2b. Предполагается, что в данном изобретении кроме картриджей 10, 50 могут использоваться и другие картриджи.
Приведенные на фиг.1 и 2а картриджи 10, 50 или контейнер с отдельными датчиками-анализаторами могут различаться между собой по количеству датчиков в зависимости от потребностей разных пользователей. Обычно картриджи или контейнеры содержат от 10 до 100 датчиков-анализаторов и, в частности, от 25 до 50 датчиков анализаторов. По причине ограниченного срока хранения и использования датчиков-анализаторов предполагается, что для тех пользователей, которые нечасто выполняют тесты, можно использовать картриджи или контейнеры с меньшим количеством датчиков-анализаторов по сравнению с теми картриджами и контейнерами, которые предназначены для пользователей, которые выполняют тесты чаще.
В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения могут использоваться датчики-анализаторы в картриджах или контейнерах, снабженных капиллярным каналом, проходящим от переднего или проверочного конца датчика-анализатора до чувствительного материала к биохимическим реакциям или их продуктам либо реактивного материала, содержащегося в датчике-анализаторе. При контакте проверочного конца датчика-анализатора с жидкостью (например, кровью, забранной из пальца после прокола) часть жидкости забирается в капиллярный канал под капиллярным действием. Затем жидкость вступает в химическую реакцию с реагентом в датчике-анализаторе, при этом вырабатывается электрический сигнал, указывающий уровень анализируемого вещества (например, глюкозы), содержащегося в проверяемой жидкости, который предается на электрический блок.
В некоторых датчиках-анализаторах реагент наносится на подложку с помощью трафаретной печати. Трафаретная печать позволяет наносить тонкий слой реагента на небольшой, плоский датчик-анализатор, пример которого приведен на фиг.4. В данном процессе применяется сетчатый трафарет, обычно выполненный в виде решетки из тянутой нержавеющей стали или полиэстера, и слой светочувствительной эмульсии, нанесенной необходимым рисунком. Обычно индикаторную краску наносят на сетчатый трафарет, ракель принудительно подает реагент через сетчатый трафарет, формируя необходимый шаблон. Необходимый шаблон может включать в себя одну часть сетчатого трафарета, на которую нанесена светочувствительная эмульсия, и вторую часть сетчатого трафарета без светочувствительной эмульсии. В одном примере осуществления настоящего изобретения часть сетчатого трафарета без светочувствительной эмульсии может контактировать с индикаторной краской.
Состав индикаторной краски, наносимой на датчик-анализатор, может оказывать воздействие на такие элементы, как время, необходимое для проведения анализа с целью определения концентрации анализируемого вещества (т.е. время анализа), стабильность датчика-анализатора и простота нанесения реагента с помощью трафаретной печати. В состав реагента, использующегося в настоящем изобретении, могут входить ингредиенты, обеспечивающие такие необходимые характеристики датчика-анализатора, как повышенная стабильность датчика-анализатора, сокращение общего времени анализа и повышенное сцепление реагента с подложкой.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения достижение необходимых характеристик обеспечивается за счет реагента, содержащего целлюлозные полимеры. Целлюлозные полимеры выступают в качестве связующего вещества для компонентов слоя реагентов и помогают повысить вязкость реагента. Также было обнаружено, что использование целлюлозных полимеров в реагенте повышает стабильность датчика-анализатора. В частности, необходимые целлюлозные полимеры включают в себя полимер гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ). ГЭЦ необходима по причине своих стабилизирующих свойств. В особенности использование ГЭЦ вместо других полимерных материалов снижает ухудшение свойств глюкозоксидазы, а также сокращение медиатора. Снижение данных реакций ведет к повышению стабильности датчика-анализатора за счет снижения фонового тока датчика-анализатора. Другие подходящие полимеры, которые можно использовать в составе реагента, включают в себя карбоксиметилцеллюлозу, ацетилцеллюлозу, этилцеллюлозу или гидроксипропил метшщеллюлозу, поливинилпирролидон, поливинил алкоголь или их комбинацию.
В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего проекта реагент в основном состоит из 1-10 весовых % целлюлозных полимеров с молекулярной массой от 25000 до 2000000 и, желательно, от 3 до 6 весовых % целлюлозных полимеров с молекулярной массой от 300000 до 1000000. Целлюлозные полимеры производятся различными поставщиками и доступны в свободной продаже. Например, Natrasol® - ГЭЦ-полимер - производится компанией Hercules Inc., г.Уилмингтон, штат Делавэр.
В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения, кроме описанных выше целлюлозных полимеров, реагент может включать в себя дополнительные компоненты, такие как энзим, медиатор переноса электронов и реологические присадки.
Для определения уровня глюкозы в крови может применяться энзим глюкозоксидазы. Энзим глюкозоксидазы вступает в реакцию с глюкозой, содержащейся в пробе крови, и вырабатывает электрический сигнал, который указывает концентрацию глюкозы. Активность энзима можно измерить в единице активности (U), которую определяют как количество энзима, которое катализирует преобразование одного микромоля подложки в минуту при нормальных условиях. Реагент может содержать от 0,5 до 5,0 весовых % энзима глюкозоксидазы, желательно от 1,0 до 4,0 весовых %.
Энзим глюкозоксидазы есть в свободной продаже и производится такими компаниями, как Biozyme Laboratories International Ltd. (Сан-Диего, Калифорния), Genzyme Corporation (Кембридж, Массачусетс) и Amano Enzyme Inc. (Элгин, Иллийнос). В зависимости от анализируемого вещества реагент может содержать и другие энзимы, такие как дегидрогеназа глюкозы, холестеролоксидаза, дегидрогеназа холестерина, оксидаза лактата и т.д., необходимые для определения анализируемого вещества в пробе крови в дополнение к глюкозе.
Как описано выше, реагент также может включать в себя медиатор переноса электронов. В качестве примера медиаторов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, можно привести красную кровяную соль, ферроцианид калия, ферроцен или его производные, хинон или его производные, органические токопроводящие соли или вилоген, а также и другие медиаторы. Предпочтительно, чтобы в качестве медиатора переноса электронов использовалась смешанновалентное соединение, способное формировать окислительно-восстановительные пары. В зависимости от применяемого медиатора переноса электронов, в общем, реагент состоит из 1-20 весовых % медиатора переноса электронов (желательно от 15 до 20 весовых % медиатора переноса электронов). В одном из примеров осуществления настоящего изобретения в качестве медиатора переноса электронов используется феррицианид. Феррицианидные медиаторы, как и другие медиаторы переноса электронов, есть в свободной продаже и производятся компанией Sigma-Aldrich Со. Предполагается, что кроме феррицианида в качестве медиаторов переноса электронов могут использоваться и другие медиаторы.
Реологические присадки, входящие в состав реагента, могут в себя включать такие смектитовые глины, как монтмориллонитовые, гекторитовые или бентонитовые глины, или другие подходящие природные или синтетические материалы. Гекторит состоит из глинистых минералов и есть в свободной продаже: Bentone®-компания Elementis Specialities Inc. (Хайтстаун, Нью-Джерси) или OPTIGEL® SH Synthetic Hectorite - компания Sud-Chemie Inc. (Луисвилл, Кентукки). Другие реологические присадки, которые можно использовать в данном изобретении, могут в себя включать другие обогащенные глины, ксантановую камедь, коллоидальную двуокись кремния и Acti-Gel™ 208, алюмосиликат магния производства компании Active Minerals Company LLC.
Для данного изобретения в качестве реологических добавок желательно использовать тиксотропные или вязкостьмодифицирующие материалы. Такие материалы улучшают свойства реагента для трафаретной печати. В частности, тиксотропные присадки, которые можно использовать в настоящем изобретении, в себя включают такие материалы, вязкость которых снижается со временем. Кроме того, вязкость тиксотропньгх присадок, использующихся в настоящем изобретении, также уменьшается при длительной деформации. Реологические присадки к реагенту также могут выступать в качестве связующего вещества или наполнителя.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения реагент может содержать от 0,1 до 3 весовых % смектитовой глины или другой подходящей реологической присадки (желательно от 0,2 до 1,6 весовых %). Подразумевается, что в реагенте могут использоваться и другие реологические присадки, обладающие описанными выше свойствами. Количество и тип использующейся реологической присадки могут изменяться в зависимости от того, какой полимер применяется в реагенте, а также от того, какая основа используется для реагента - водная или органическая.
В еще одном примере осуществления настоящего изобретения реагент может включать в себя дополнительные компоненты, какие как буферный или смачивающий агент. В качестве примеров буферных агентов, которые можно использовать, можно привести лимонную кислоту, натрия цитрат и другие подходящие буферные агенты, например фосфатные буферы. Реагент может содержать от 10 до 500 мграмм-молекулярных буфера (желательно, от 25 до 200 мграмм-молекулярных). В качестве других подходящих буферов можно указать ацетат натрия, буфер HEPES и т.д., использующийся в реагенте буфер можно выбирать на основе применяемого медиатора переноса электронов. Например, если в состав реагента входит феррицианидный медиатор, буфер будет поддерживать низкий уровень pH и не будет вступать в химическую реакцию с медиатором.
Подходящие смачивающие агенты могут включать в себя поверхностно-активные вещества на основе фторуглерода или углеводорода. В качестве примера некоторых поверхностно-активных веществ, которые могут использоваться в настоящем изобретении, можно привести присадки Triton™ производства компании The Dow Chemical Company (Мидленд, Мичиган) и Surfynol® компании Air Products and Chemicals, Inc. (Аллентаун, Пенсильвания). Реагент может содержать от 0,01 до 0,3 весовых % поверхностно-активного вещества на основе фторуглерода (желательно, от 0,02 до 0,06 весовых %). Кроме того, реагент может содержать от 0,1 до 5,0 весовых % поверхностно-активного вещества на основе углеводорода (желательно, от 1,0 до 3,0 весовых %).
Оставшаяся часть состава может содержать воду или другие подходящие растворители, которые могут быть разными в зависимости от того, какой энзим и медиатор переноса электронов были подобраны. Растворитель должен быть инертен по отношению к энзиму и медиатору переноса электронов.
На фиг.3 и 4 показан пример еще одного осуществления настоящего изобретения, в котором датчик-анализатор предназначен для использования описанного выше реагента. На фиг.3 приведено покомпонентное представление электрохимического датчика-анализатора. Датчик-анализатор 110 состоит из изолирующего основания 112, на которое в определенной последовательности нанесена (обычно трафаретной печатью) схема электропроводки, включая первый и второй выводы 114а и 114b (контакты с низким сопротивлением), электродная схем, включая рабочий электрод 116 и противоэлектрод 118, изоляционный (диэлектрический) слой 120, включая отверстие 122 и канал 125, и реакционный слой 124.
Реакционный слой 124 включает в себя реагент, преобразовывающий анализируемое вещество (например, глюкозу) в химические агенты, которые можно измерить электрохимически с точки зрения создаваемого ими тока с помощью электродов 116 и 118. Реакционный слой 124 располагается на отверстии 122 и в каннеле 125 изолирующего слоя 120. Таким образом, часть реакционного слоя 124, открытая для электродов 116 и 118 определяется отверстием 122 и каналом 125 в изолирующем слое 120. Рабочий электрод 116 электрически связан с первым выводом 114а, а противоэлектрод - со вторым выводом 114b. Подблок 119 запуска противоэлектрода электрически связан с противоэлектродом 118 и выступает в качестве электрода определения неполного заполнения в двухэлектродной системе.
Датчик-анализатор 110 включает в себя вывод 130, имеющий вогнутую часть 132, которая при сопряжении с изолирующим слоем 120 формирует капиллярный канал для передачи жидкой пробы от входного отверстия 134 на датчик-анализатор ПО. Нисходящий конец капиллярного канала состоит из одного или более отверстий 136, предназначенных для вентилирования капиллярного канала. Жидкая проба перетекает от входного отверстия 134 в датчик-анализатор ПО в направлении отверстия 136. При использовании датчик-анализатор 110 собирает жидкую пробу (например, пробу крови из пальца пациента) за счет приведения входного отверстия 134 капиллярного канала в контакт с жидкой пробой.
Описанный в данном документе реагент может использоваться в самых разнообразных датчиках-анализаторах. В качестве примеров датчиков-анализаторов, в которых можно использовать данный реагент, можно привести тестовые полоски на содержание глюкозы в крови Ascensia™ Autodisc™ и Glucodisc, предназначенные для использования в измерителях уровня глюкозы в крови Ascensia™ BREEZE™ и Ascensia™ DEX® 2/DEX® компании Bayer Healthcare LLC (Тэрритаун, штат Нью-Йорк).
Как было указано выше, стабильность датчика-анализатора можно повысить за счет использования реагентов с полимерами на основе целлюлозы. Данное в частности справедливо для аналитических проб продолжительностью менее 35 секунд и особо желательно для аналитических проб менее 25 секунд. Повышение стабильности датчика-анализатора продлевает срок хранения и использования датчика-анализатора.
ПРИМЕРЫ
Для сравнения стабильности датчиков-анализаторов, изменений в фоне реагента как функции времени и температуры, а также термостабильности была использована группа датчиков-анализаторов с реагентом на основе ГЭЦ, как описано в примере 1. В примере 2 применялась другая группа датчиков-анализаторов с реагентом на основе ПЭО. Результаты тестирования описаны в примерах 3, 4 и 5 и отображены на фиг.5, 6 и 7a-7d.
| Пример изобретения 1: реагент на основе ГЭЦ | |
| КОМПОНЕНТ РЕАГЕНТА | ВЕСОВОЙ % |
| Дистиллированная вода | 60-80 |
| Смектитовая глина | 0,2-1,6 |
| Буфер - соль лимонной кислоты | 25-200 мграмм-молекулярных |
| Поверхностно-активное вещество на основе фторуглерода | 0,02-0,1 |
| Гидроксиэтилцеллюлоза | 3,6-6,0 |
| Красная кровяная соль | 15-20 |
| Энзим глюкозоксидазы | 1,0-4,0 |
| ∗Если только не указаны другие единицы измерения. | |
| Сравнительный пример 2: реагент на основе ПЭО | |
| КОМПОНЕНТ РЕАГЕНТА | ВЕСОВОЙ % |
| Дистиллированная вода | 60-80 |
| Смектитовая глина | 0,2-2,2 |
| Буфер - соль лимонной кислоты | 25-200 мграмм-молекулярных |
| Поверхностно-активное вещество на основе фторуглерода | 0,02-0,1 |
| Поверхностно-активное вещество на основе углеводорода | 0,2-3,0 |
| Полиэтилен оксид | 3,0-9,0 |
| Красная кровяная соль | 15-20 |
| Энзим глюкозоксидазы | 1,0-4,0 |
| ∗Если только не указаны другие единицы измерения. |
Пример 3
Для оценки стабильности датчика-анализатора было выполнено тестирование двух партий датчиков с тем, чтобы определить процент восстановления глюкозоксидазы после хранения датчиков при температурах -20°C и 50°C в течение двух и четырех недель. Партия датчиков-анализаторов с реагентами на основе ГЭЦ сравнивалась с партией датчиков-анализаторов с реагентом на основе ПЭО. В конце периода хранения из датчиков-анализаторов была извлечена вытяжка с помощью буфера и глюкозоксидазы, и вытяжки из датчиков-анализаторов были проанализированы с помощью стандартных методов анализа ферментной активности.
Результаты тестирования приведены на фиг.5. Хотя обе партии датчиков-анализаторов содержали одинаковое количество глюкозоксидазы в реагенте, восстановление активности глюкозоксидазы для реагентов на основе ГЭЦ было выше, чем для реагентов на основе ПЭО. Данное является справедливым для обеих партий датчиков-анализаторов, хранившихся при температурах -20°C и 50°C в течение двух и четырех недель. Приведенные в таблице результаты указывают на то, что датчики-анализаторы с реагентом на основе ПЭО содержали больше инертной глюкозоксидазы. Эти результаты указывают на то, что активность глюкозоксидазы была более стабильной при различных температурах и сохранялась дольше, составляя в некоторых случаях 100% восстановления, у датчиков-анализаторов с реагентом, содержащим ГЭЦ. Данное обеспечило более высокую стабильность датчиков-анализаторов во время хранения.
Пример 4
На фиг.6 приведены результаты тестирования, проведенного с целью оценки изменения фона реагента в датчиках-анализаторах с реагентом на основе ГЭЦ и в датчиках-анализаторах с реагентом на основе ПЭО как функции времени хранения реагента при температуре 5°С сроком до шести недель. Повышение фона реагента как функции времени его хранения является следствием неглюкозного преобразования феррицианида в ферроцианид. В каждой контрольной точке проверки стабильности с помощью проточно-инжекционной системы анализировался фон реагента, чтобы определить относительное количество ферроцианида, образовавшегося во время хранения. Процент повышения фона реагента рассчитывался путем сравнения текущего фона реагента в каждой контрольной точке с фоном реагента в первой контрольной точке. Как видно на фиг.6, за шесть недель повышение фона реагента на основе ГЭЦ было меньше, чем у реагента на основе ПЭО.
Пример 5
На фиг.7а, 7b, 7с и 7d приведено сравнение систематической ошибки для напряженных датчиков-анализаторов с реагентами на основе ГЭЦ и ПЭО. Для оценки термостабильности датчики хранились при температурах -20°C и 50°C в течение двух и четырех недель. В конце периода хранения датчики-анализаторы были проверены с помощью 40% гематокрита цельной крови, содержащей глюкозу в концентрациях 50, 100 и 400 мг/дл. При использовании 30- и 10-секундных протоколов анализа было получено оп двадцать повторов на пробу. Была рассчитана разница между результатами анализов глюкозы у напряженных датчиков-анализаторов при 50°C и -20°C. Для образцов с содержанием глюкозы 50 мг/дл разница между результатами анализа рассматривалась в качестве «систематической ошибки» (см. фиг.7а и 7с), а для образцов с содержанием глюкозы 100 мг/дл разница между результатами анализа рассматривалась в качестве «% систематической ошибки» (см. фиг.7b и 7d).
По причине меньшего смещения фона датчиков-анализаторов повышение стабильности датчиков-анализаторов было наиболее заметно при низких уровнях глюкозы. Результаты показали, что разница между систематической ошибкой и процент систематической ошибки была наиболее заметна при изменении общего времени анализа с 30 на 10 секунд. Систематическая ошибка реагента на основе ГЭЦ была значительно меньше у датчиков-анализаторов, хранившихся при температурах 50°C и -20°C. Данное наблюдалось при 30- и 10-секундном анализах.
Несмотря на то, что описываемый для настоящего изобретения реагент датчиков-анализаторов в основном предназначен для использования с электрохимическими датчиками-анализаторами, подразумевается, что он также может быть адаптирован для использования и с другими датчиками-анализаторами, например оптическими.
Альтернативный вариант осуществления изобретения А
Состав реагента датчиков-анализаторов, адаптированный для определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе; реагент, содержащий энзим, медиатор переноса электронов, целлюлозный полимер и реологическую присадку.
Альтернативный вариант осуществления изобретения В
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент содержит от 3,6 до 6,0 весовых % целлюлозного полимера.
Альтернативный вариант осуществления изобретения С
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент содержит от 1 до 4 весовых % энзима.
Альтернативный вариант осуществления изобретения D
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент содержит от 15 до 20 весовых % медиатора переноса электронов.
Альтернативный вариант осуществления изобретения E
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент содержит от 0,2 до 1,6 весовых % реологической присадки.
Альтернативный вариант осуществления изобретения F
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент содержит от 3,6 до 6,0 весовых % полимера гидроксиэтилцеллюлозы; от 1 до 4 весовых % энзима глюкозоксидазы, от 1,5 до 20 весовых % феррицианидного медиатора и от 0,2 до 1,6 весовых % смектитовой глины.
Альтернативный вариант осуществления изобретения G
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения F, где смектитовая глина включает в себя бентонит, гекторит, монтмориллонит или их комбинацию.
Альтернативный вариант осуществления изобретения Н
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент также включает в себя от 10 до 500 мграмм-молекулярных буфера - соли лимонной кислоты.
Альтернативный вариант осуществления изобретения I
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения F, где буфер - соль лимонной кислоты включает в себя лимонную кислоту, натрия цитрат или их комбинацию.
Альтернативный вариант осуществления изобретения J
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент также включает в себя от 0,02 до 0,1 весовых % поверхностно-активного вещества на основе фторуглерода.
Альтернативный вариант осуществления изобретения К
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, где реагент также включает в себя от 1,0 до 3,0 весовых % поверхностно-активного вещества на основе углеводорода.
Альтернативный вариант осуществления изобретения L
Состав, как и в Альтернативном варианте осуществления изобретения А, включая и состав реагента датчика-анализатора, где общее время анализа датчика-анализатора составляет менее 35 секунд.
Альтернативный вариант осуществления изобретения М
Способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, включающий в себя:
предоставление электрохимического датчика-анализатора, адаптированного для определения концентрации анализируемого вещества; электрохимического датчика-анализатора, состоящего из комплекта электродов, включая противоэлектрод и рабочий электрод; область приема жидкости и реагент датчика-анализатора, содержащий целлюлозный полимер; и
определение концентрации анализируемого вещества за время анализа менее 35 секунд.
Альтернативный вариант осуществления изобретения N
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения М, где целлюлозный полимер содержит полимер гидроксиэтилцеллюлозы.
Альтернативный вариант осуществления изобретения О
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения М, где реагент датчика-анализатора также содержит энзим, медиатор переноса электродов и реологическую присадку.
Альтернативный вариант осуществления изобретения Р
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения О, где медиатор переноса электронов содержит феррицианидный медиатор.
Альтернативный вариант осуществления изобретения Q
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения О, где реологическая присадка содержит смектитовую глину.
Альтернативный вариант осуществления изобретения R
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения О, где смектитовая глина включает в себя бентонит, гекторит, монтмориллонит или их комбинацию.
Альтернативный вариант осуществления изобретения S
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения О, где энзим содержит энзим глюкозоксидазы.
Альтернативный вариант осуществления изобретения Т
Электрохимический датчик-анализатор в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения М, где общее время анализа сокращено до менее 25 секунд.
Альтернативный вариант осуществления изобретения U
Способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, включающий в себя:
прокол пальца с целью забора пробы жидкости;
размещение пробы жидкости, содержащей не менее одного анализируемого вещества, в датчике-анализаторе;
контактирование пробы жидкости с реагентом, содержащим целлюлозный полимер, способствующий стабилизации датчика-анализатора;
обеспечение электрического сигнала, указывающего содержание анализируемого вещества в пробе жидкости; и
определение содержания анализируемого вещества с помощью электрического сигнала.
Альтернативный вариант осуществления изобретения V
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения U, где концентрация анализируемого вещества определяется менее чем за 35 секунд.
Альтернативный вариант осуществления изобретения W
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения U, где реагент содержит гидроксиэтилцеллюлозу.
Альтернативный вариант осуществления изобретения X
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения W, где реагент также содержит энзим глюкозоксидазы, феррицианидный медиатор и смектитовую глину.
Альтернативный вариант осуществления изобретения Y
Способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, включающий в себя:
прокол пальца с целью забора пробы жидкости;
размещение пробы жидкости, содержащей не менее одного анализируемого вещества, в датчике-анализаторе;
контактирование пробы жидкости с реагентом, содержащим целлюлозный полимер, способствующий стабилизации датчика-анализатора; и
определение концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости.
Альтернативный вариант осуществления изобретения Z
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения Y, где датчик-анализатор представляет собой оптический датчик-анализатор.
Альтернативный вариант осуществления изобретения АА
Способ трафаретной печати на подложке, включающий в себя: предоставление сетчатого трафарета, состоящего из первой части со светочувствительной эмульсией и второй части, выполненной без светочувствительной эмульсии;
подачу реагента на сетчатый трафарет, где реагент состоит из растворителя, целлюлозного полимера и энзима, способствующего определению концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости; и
контактирование реагента с подложкой через вторую часть сетчатого трафарета.
Альтернативный вариант осуществления изобретения ВВ
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения АА, где реагент также содержит реологическую присадку.
Альтернативный вариант осуществления изобретения СС
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения ВВ, где в качестве реологической присадки используется смектитовая глина.
Альтернативный вариант осуществления изобретения DD
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения СС, где смектитовая глина включает в себя бентонит, гекторит, монтмориллонит или их комбинацию.
Альтернативный вариант осуществления изобретения БЕ
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения ВВ, где в качестве реологической присадки используется тиксотропный материал.
Альтернативный вариант осуществления изобретения FF
Способ в соответствии с Альтернативным вариантом осуществления изобретения АА, где реагент также содержит медиатор переноса электронов.
Несмотря на то, что настоящее изобретение подвержено различным модификациям и альтернативным вариантам, приведенные в данном документе конкретные примеры осуществления представлены примерами чертежей и описаны подробно. Тем не менее, подразумевается, что данный документ не ограничивает настоящее изобретение конкретными раскрытыми в нем формами, но, напротив, изобретение охватывает все модификации, эквивалентные и альтернативные варианты, подпадающие под дух и объем изобретения, как указано в прилагаемых патентных формулах.
1. Состав реагента датчика-анализатора, адаптированный для содействия определению концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе и предназначенный для нанесения на подложку способом трафаретной печати, в котором состав реагента датчика-анализатора содержит приблизительно от 1 мас.% до 4,0 мас.% энзима глюкозоксидазы, приблизительно от 15 мас.% до 20 мас.% феррицианидного медиатора, приблизительно от 3,6 мас.% до 6,0 мас.% полимера гидроксиэтилцеллюлозы, и приблизительно от 0,2 мас.% до 1,6 мас.% смектитовой глины.
2. Состав по п.1, в котором целлюлозный полимер, реологическая присадка и энзим находятся в одном слое.
3. Состав по п.1, в котором смектитовая глина включает в себя бентонит, гекторит, монтмориллонит или их комбинацию.
4. Состав по п.1, в котором реагент дополнительно включает приблизительно от 10 мгмоль до 500 мгмоль буфера - соли лимонной кислоты.
5. Состав по п.4, в котором буфер - соль лимонной кислоты включает в себя лимонную кислоту, натрия цитрат или их комбинацию.
6. Состав по п.1, в котором реагент дополнительно включает в себя приблизительно от 0,02 мас.% до 0,1 мас.% поверхностно-активного вещества на основе фторуглерода.
7. Состав по п.1, в котором реагент дополнительно включает в себя приблизительно от 1,0 мас.% до 3,0 мас.% поверхностно-активного вещества на основе углеводорода.
8. Способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, включающий создание электрохимического датчика-анализатора, адаптированного для содействия определению концентрации анализируемого вещества, который состоит из комплекта электродов, включая противоэлектрод и рабочий электрод, области приема жидкости и реагента датчика-анализатора, имеющего состав по любому из пп.1-7, и определение концентрации анализируемого вещества при времени, необходимом для анализа, менее приблизительно 35 с.
9. Способ по п.8, в котором общее время, необходимое для анализа, составляет до менее приблизительно 25 с.
10. Способ определения концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, который включает прокол пальца у испытуемого человека, с целью забора пробы жидкости; размещение пробы жидкости, содержащей, по меньшей мере, одно анализируемое вещество, в датчике-анализаторе; контактирование пробы жидкости с реагентом датчика-анализатора, имеющим состав по любому из пп.1-7; и определение концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости.
11. Способ по п.10, в котором датчик-анализатор представляет собой оптический датчик-анализатор.
12. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап создания электрического сигнала, указывающего на содержание анализируемого вещества в пробе жидкости.
13. Способ по п.10, в котором концентрация анализируемого вещества определяется менее чем за 35 с.
14. Способ нанесения состава реагента датчика-анализатора, адаптированного для содействия определению концентрации анализируемого вещества в жидкой пробе, на подложку способом трафаретной печати, включающий создание сетчатого трафарета, состоящего из первой части со светочувствительной эмульсией и второй части, выполненной без светочувствительной эмульсии; подачу реагента датчика-анализатора, имеющего состав по любому из пп.1-7, на сетчатый трафарет; и контактирование реагента с подложкой через вторую часть сетчатого трафарета.
