ES2992515T3

ES2992515T3 - Sensores de analitos que utilizan múltiples enzimas

Info

Publication number: ES2992515T3
Application number: ES20708796T
Authority: ES
Inventors: Stephen Oja; Tianmei Ouyang; Hyun Cho; Lam N Tran; Benjamin J Feldman; Mark K Sloan; Ashwin Kumar; Namvar Kiaie; Michael R Love
Original assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Current assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2024-12-13
Anticipated expiration: 2040-01-28
Also published as: AU2023203330B2; AU2020214230A1; JP7410158B2; JP7669463B2; CN113382680B; US12150761B2; LT3917394T; AU2023203330A1; MX2025003581A; EP3917394B1; MY198077A; CA3126240A1; EP4663121A1; JP2024023776A; US12004858B2; CN113382680A; US20250261884A1; US20240350047A1; JP2025105636A; US20200237276A1

Abstract

Pueden estar presentes múltiples enzimas en las áreas activas de un sensor electroquímico para facilitar el análisis de analitos. Las múltiples enzimas pueden funcionar de forma independiente para detectar varios analitos o en conjunto para detectar un único analito. Una configuración incluye una primera área activa y una segunda área activa, donde la primera área activa tiene un potencial de oxidación-reducción que está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa para permitir la producción de señales independientes. Algunas configuraciones pueden tener un área activa recubierta con una membrana multicomponente que contiene dos o más polímeros de membrana diferentes. Las configuraciones de sensor que tienen múltiples enzimas capaces de interactuar en conjunto incluyen aquellas en las que una primera enzima convierte un analito en un primer producto y una segunda enzima convierte el primer producto en un segundo producto, generando así una señal en un electrodo de trabajo que es proporcional a la concentración de analito. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sensores de analitos que utilizan múltiples enzimas

ANTECEDENTES

[0001] La detección de diversos analitos en un individuo puede ser a veces vital para monitorizar su estado de salud y bienestar. La desviación de los niveles normales de analitos puede ser a menudo indicativa de una afección fisiológica subyacente, tal como una afección o enfermedad metabólica, o la exposición a determinadas condiciones ambientales.

[0002] Cualquier analito puede ser adecuado para un análisis fisiológico siempre que se pueda identificar una química adecuada para detectar el analito. Con este fin, en los últimos años se han desarrollado y perfeccionado sensores amperométricos configurados para analizar la glucosain vivo.Otros analitos que suelen estar sujetos a desregulación fisiológica y que pueden ser deseables de monitorizar de forma similar, ya seaex vivooin vivo,incluyen, pero sin limitarse a los mismos, lactato, oxígeno, pH, A1c, cetonas, niveles de fármacos y similares.

[0003] La monitorización de analitos en un individuo puede tener lugar de forma periódica o continua durante un período de tiempo. La monitorización periódica de analitos puede tener lugar extrayendo una muestra de fluido corporal, tal como sangre, a intervalos de tiempo establecidos y analizándolaex vivo.La monitorización continua de analitos puede realizarse utilizando uno o más sensores que permanecen al menos parcialmente implantados dentro de un tejido de un individuo, tal como por vía dérmica, subcutánea o intravenosa, de modo que los análisis pueden realizarsein vivo.Los sensores implantados pueden recopilar datos de analitos a cualquier ritmo determinado, dependiendo de las necesidades de salud particulares de un individuo y/o de los niveles de analito medidos previamente.

[0004] La monitorización periódicaex vivode analitos puede ser suficiente para determinar el estado fisiológico de muchas personas. Sin embargo, la monitorizaciónex vivode analitos puede resultar incómoda o dolorosa para algunas personas. Además, no hay forma de recuperar los datos perdidos si no se obtiene una medición de analito en el momento adecuado.

[0005] La monitorización continua de analitos con un sensor implantadoin vivopuede ser un enfoque más deseable para personas que tienen una desregulación grave de analitos y/o niveles de analitos que fluctúan rápidamente, aunque también puede ser beneficioso para otras personas. Si bien la monitorización continua de analitos con un sensor implantado puede ser ventajosa, existen desafíos asociados con este tipo de mediciones. Los sensores intravenosos de analitos tienen la ventaja de proporcionar concentraciones de analitos directamente de la sangre, pero son invasivos y, a veces, pueden resultar dolorosos de llevar para una persona, en particular durante un período prolongado. Los sensores de analitos subcutáneos, intersticiales o dérmicos a menudo pueden resultar menos dolorosos de llevar para una persona y pueden proporcionar una precisión de medición suficiente en muchos casos.

[0006] Los sensores de analitoin vivonormalmente están configurados para analizar un único analito con el fin de proporcionar análisis específicos, empleando a menudo una enzima para proporcionar la especificidad analítica. Sin embargo, la interacción fisiológica entre varias combinaciones de analitos puede hacer que los análisis de múltiples analitos también sean deseables en ciertos casos. En la actualidad, el análisisin vivode múltiples analitos puede requerir el uso de un número correspondiente de sensores de analitos configurados para analizar cada analito. Este enfoque puede resultar inconveniente debido al requisito de que una persona use múltiples sensores de analito. Además, múltiples sensores de analito pueden representar una carga de costes inaceptable para una persona o un proveedor de seguros. También existe una mayor posibilidad de que uno de los sensores de analito independientes falle durante dichos protocolos de detección.

[0007] Los sensores de analitoin vivotambién pueden incluir una membrana dispuesta sobre al menos la parte implantada del sensor de analitos. En un aspecto, la membrana puede mejorar la biocompatibilidad del sensor de analitos. En otro aspecto, la membrana puede ser permeable o semipermeable a un analito de interés y limitar el flujo total de analito al área activa del sensor de analitos. Es decir, la membrana puede funcionar como una membrana limitante del transporte de masa. Limitar el acceso del analito al área activa del sensor con una membrana limitante del transporte de masa puede ayudar a evitar la sobrecarga del sensor (saturación), mejorando así el rendimiento y la precisión de la detección. Dichas membranas pueden ser altamente específicas para limitar el transporte de masa de un analito en particular, con otras sustancias que permean a través de la membrana a velocidades significativamente diferentes. La diferente permeabilidad de la membrana de varios analitos potenciales representa un obstáculo significativo para el desarrollo de sensores de analitos configurados para analizar múltiples analitos. A saber, los diferentes valores de permeabilidad de la membrana pueden dar lugar a sensibilidades significativamente diferentes para los múltiples analitos, lo que complica los análisis. Las diferentes sensibilidades para los distintos analitos a veces se pueden compensar parcialmente utilizando áreas activas de diferentes tamaños (por ejemplo, áreas activas más pequeñas para analitos que tienen una alta sensibilidad/permeabilidad y áreas activas más grandes para analitos que tienen una menor sensibilidad/permeabilidad), pero este enfoque puede presentar importantes desafíos de fabricación y puede no ser aplicable en todos los casos.

[0008] El documento US 2017/156652 A1 divulga un sensor que comprende un conducto; comprendiendo el conducto un polímero orgánico; un electrodo de trabajo; siendo el electrodo de trabajo grabado y “decorado” con un material nanoestructurado; un electrodo de referencia; y un contraelectrodo; estando el electrodo de trabajo, el electrodo de referencia y el contraelectrodo dispuestos en el conducto; estando el electrodo de trabajo, el electrodo de referencia y el contraelectrodo separados entre sí por un material eléctricamente aislante; y en el que un área de sección transversal del conducto que comprende una sección del electrodo de trabajo, una sección del electrodo de referencia y una sección del contraelectrodo está expuesta para detectar analitos.

[0009] El documento US 2006/004272 A1 divulga un sensor de analitos de larga duración para medir al menos un analito en el cuerpo de un usuario y que incluye una carcasa, una pluralidad de elementos sensores en contacto con el analito y al menos una estructura para transmitir información fuera del sensor. Esta pluralidad de elementos sensores en contacto con el analito se disponen típicamente en una matriz. El sensor de analito incluye además al menos una membrana de protección del sensor que se puede controlar de manera que los elementos sensores se puedan activar (por ejemplo, expuestos al entorno externo) en diferentes momentos para extender la vida útil del sensor. En sensores de analito ilustrativos, el analito es glucosa.

[0010] El documento US 2010/213057 A1 divulga dispositivos de determinación de analitos autoalimentados (por ejemplo, sistemas de monitorización electroquímica de analitos) que incluyen un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un valor de resistencia opcional, en el que el electrodo de trabajo incluye componentes de detección de analitos y el dispositivo de determinación de analitos autoalimentado pasa espontáneamente una corriente directamente proporcional a la concentración de analito en ausencia de una fuente de alimentación externa. También se proporcionan sistemas y procedimientos de uso de los sensores de analitos, por ejemplo electroquímicos, en la monitorización de analitos.

[0011] Guiseppi-Elie, A. et al: "Designo of a subcutaneous implantable biochip for monitoring of glucose and lactate”, IEEE Sensors Journal, vol. 5, n.° 3, junio de 2005, divulga el diseño, fabricación y evaluaciónin vitrode un biochip amperométrico que está diseñado para la monitorización continuain vivode analitos fisiológicos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0012] Las siguientes figuras se incluyen para ilustrar ciertos aspectos de la presente divulgación y no deben considerarse como realizaciones exclusivas.

La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema de detección ilustrativo que puede incorporar un sensor de analito de la presente divulgación.

La Figura 2A muestra un diagrama de una configuración ilustrativa de sensor de analitos de dos electrodos que tiene un único electrodo de trabajo, que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación. Las Figuras 2B y 2C muestran diagramas de configuraciones ilustrativas de sensores de analitos de tres electrodos que tienen un único electrodo de trabajo, que son compatibles para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 3 muestra un diagrama de una configuración ilustrativa de sensor de analitos que tiene dos electrodos de trabajo, un electrodo de referencia y un contraelectrodo, que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 4 muestra una configuración ilustrativa de sensor de analitos compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación, en la que dos áreas activas diferentes están dispuestas sobre la superficie de un único electrodo de trabajo.

La Figura 5A muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de etanol utilizando alcohol oxidasa y xantina oxidasa ubicadas directamente sobre un electrodo de trabajo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 5B muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de cetonas utilizando phidroxibutirato deshidrogenasa, nicotinamida adenina dinucleótido y diaforasa ubicadas directamente sobre un electrodo de trabajo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 5C muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de cetonas utilizando phidroxibutirato deshidrogenasa, nicotinamida adenina dinucleótido, NADH oxidasa y superóxido dismutasa ubicadas directamente sobre un electrodo de trabajo, de acuerdo con varias realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 5D muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de cetonas utilizando phidroxibutirato deshidrogenasa, nicotinamida adenina dinucleótido y poli-1,10-fenantrolina-5,6-diona ubicados directamente sobre un electrodo de trabajo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 5E muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de etanol utilizando glucosa oxidasa, catalasa y xantina oxidasa, en el que la glucosa oxidasa está alejada de un electrodo de trabajo y la xantina oxidasa está ubicada directamente sobre el electrodo de trabajo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.

Las Figuras 6A y 6B muestran diagramas de electrodos de trabajo ilustrativos en los que una primera área activa está dispuesta directamente sobre una superficie del electrodo de trabajo y una segunda área activa está separada del electrodo de trabajo por una membrana, y que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación. La Figura 6C muestra un diagrama de un electrodo de trabajo ilustrativo en el que una primera área activa y una segunda área activa están espaciadas lateralmente una de otra sobre un electrodo de trabajo, y una de las áreas activas está separada del electrodo de trabajo por una membrana.

La Figura 7 muestra un esquema ilustrativo de una parte de un sensor de analito que tiene dos electrodos de trabajo y que presenta una membrana bicapa que recubre uno de los dos electrodos de trabajo, que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación.

La Figura 8 muestra un voltamograma cíclico ilustrativo obtenido para una solución tampón libre de analito utilizando un electrodo de trabajo que contiene dos complejos de osmio diferentes como mediadores de transferencia de electrones. La Figura 9 muestra cuatro réplicas de la respuesta del electrodo en un tampón de glucosa de 5 mM/lactato de 5 mM al alternar el electrodo de Figura 8 entre los potenciales E1 y E2.

La Figura 10 muestra tres réplicas de la respuesta de un electrodo que contiene alcohol oxidasa y xantina oxidasa juntas en un área activa tras la exposición a diferentes concentraciones de etanol.

La Figura 11A muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente promedio frente a la concentración de etanol para los electrodos de la Figura 10. La Figura 11B muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente frente a la concentración de etanol para un solo electrodo.

La Figura 12A muestra dos réplicas de la respuesta para un electrodo que contiene glucosa oxidasa y xantina oxidasa dispuestas en capas en áreas activas separadas y espaciadas por una membrana tras la exposición a diferentes concentraciones de etanol, en las que la catalasa está presente en el área activa que contiene glucosa oxidasa. La Figura 12B muestra datos de respuesta comparativos entre un electrodo que contiene glucosa oxidasa y xantina oxidasa dispuestas en capas en áreas activas separadas y espaciadas por una membrana tras la exposición a diferentes concentraciones de etanol, en las que la catalasa está presente en las áreas activas por separado.

La Figura 13 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente promedio frente a la concentración de etanol para los electrodos deFigura 12.

La Figura 14 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con los polímeros 1A y 1B a una solución de lactato de 5 mM.

La Figura 15 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con polímero 2 a una solución de lactato de 5 mM.

La Figura 16 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con polímero 3 a una solución de lactato de 5 mM.

La Figura 17 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con polímero 3 a soluciones de lactato que tienen concentraciones variables de lactato.

La Figura 18 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con polímero 4 a una solución de lactato de 5 mM.

La Figura 19 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con polímero 4 a soluciones de lactato que tienen concentraciones variables de lactato.

La Figura 20 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana bicapa que comprende una capa inferior de PVP reticulada (Polímero 2) y una capa superior de Polímero 1B reticulado a una solución de lactato de 5 mM.

La Figura 21 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana bicapa que comprende una capa inferior de PVP reticulada (Polímero 2) y una capa superior de Polímero 1A reticulado a una solución de lactato de 5 mM, en la que el electrodo se recubrió por inmersión un número variable de veces con la Formulación 1 y la Formulación 3.

La Figura 22 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana mezclada que comprende PVP reticulada (Polímero 2) y Polímero 1B reticulado a una solución de lactato de 5 mM.

La Figura 23 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana mezclada que comprende PVP reticulada (Polímero 2) y Polímero 1B reticulado a diferentes concentraciones de lactato.

La Figura 24 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana mezclada que comprende varias proporciones de PVP reticulada (polímero 2) y polímero reticulado 1B.

La Figura 25 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un sensor que contiene dos electrodos de trabajo a una solución de glucosa 30 mM/lactato 5 mM, en el que el electrodo de trabajo sensible al lactato está recubierto con una membrana bicapa y el electrodo de trabajo sensible a la glucosa está recubierto con una membrana homogénea. La Figura 26 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un sensor que contiene dos electrodos de trabajo a soluciones que contienen concentraciones variables de glucosa y lactato, en el que el electrodo de trabajo sensible al lactato está recubierto con una membrana bicapa y el electrodo de trabajo sensible a la glucosa está recubierto con una membrana homogénea.

La Figura 27 muestra cuatro réplicas de la respuesta de un electrodo que contiene diaforasa, NAD+ y p-hidroxibutirato deshidrogenasa cuando se expone a diferentes concentraciones de p-hidroxibutirato.

La Figura 28 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente promedio frente a la concentración de phidroxibutirato para los electrodos de la Figura 27.

La Figura 29 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente para los electrodos de la Figura 27 cuando se expone a 8 mM de p-hidroxibutirato en 100 mM de PBS a 33 °C durante 2 semanas.

La Figura 30 muestra un gráfico ilustrativo del rendimiento del sensor para los grupos 1 a 4 en el ejemplo 6.

La Figura 31 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un sensor de analitos del Grupo 1 del Ejemplo 6 a soluciones de lactato que tienen concentraciones de lactato variables.

La Figura 32 es un diagrama esquemático de un sistema de monitorización de analitos y de control de vehículo, de acuerdo con una o más realizaciones de la presente divulgación.

DESCRIPCION DETALLADA

[0013] La presente invención es tal como se especifica en las reivindicaciones. La presente divulgación describe en general sensores de analitos y procedimientos que emplean múltiples enzimas para la detección y, más específicamente, sensores de analitos y procedimientos en los que múltiples enzimas pueden funcionar de forma independiente o de forma conjunta para detectar uno o más analitos.

[0014] Tal como se ha comentado anteriormente, los sensores de analitos se utilizan habitualmente para detectar un único analito. Si se desea la detección de múltiples analitos, se puede emplear un número correspondiente de sensores de analitos. Este enfoque puede resultar indeseable debido, entre otras cosas, a cuestiones de coste, a la necesidad de que una persona utilice sensores de múltiples analitos y a una mayor probabilidad de fallo de un sensor individual.

[0015] Algunos sensores de analitos utilizan una reacción enzimática como base para detectar un analito de interés. Dado que las enzimas a menudo muestran especificidad de reacción hacia un sustrato particular o una clase relacionada de sustratos, pueden proporcionar sensores de analitos que tengan una química de detección configurada para analizar un único analito de interés. Por tanto, los sensores de analitos para analizar un único analito normalmente incorporan solo una enzima única correspondiente para promover una reacción enzimática adecuada para facilitar la detección. En la actualidad, puede ser bastante difícil incorporar múltiples enzimas en un sensor de analitos para proporcionar capacidades de detección para múltiples analitos. Las razones incluyen diferencias en la sensibilidad del analito y la posible incompatibilidad de una o más de las enzimas con un conjunto determinado de condiciones de análisis.

[0016] A diferencia de los sensores de analitos que presentan una sola enzima, la presente divulgación describe sensores de analitos en los que hay múltiples enzimas presentes en el área o áreas activas de los sensores. Se pueden lograr varias ventajas incorporando múltiples enzimas en un sensor de analitos de las diversas maneras descritas en el presente documento. En algunas configuraciones de sensor de la presente divulgación, las múltiples enzimas pueden facilitar la detección independiente de múltiples analitos, tales como glucosa y lactato. También se describen en el presente documento membranas configuradas para proporcionar una permeabilidad personalizada para múltiples analitos, lo que puede facilitar la detección de analito con un solo sensor de analito al nivelar la sensibilidad del sensor hacia cada analito. En otras configuraciones de sensor de la presente divulgación, se pueden elegir múltiples enzimas para que funcionen de forma conjunta para facilitar la detección de un solo analito de interés, que de otro modo podría ser problemático o imposible de analizar utilizando una sola enzima. En cualquier caso, pueden necesitarse menos electrodos para detectar un analito o un conjunto de analitos determinados de lo que sería factible de otro modo. Además, la presente divulgación puede proporcionar sensores que tienen un tamaño reducido y una complejidad reducida de su electrónica de medición de lo que sería posible de otro modo. Por lo tanto, los sensores de analitos que emplean múltiples enzimas en diversas configuraciones pueden facilitar la detección eficiente de uno o más analitos de acuerdo con la presente divulgación.

[0017] Los sensores de analitos que contienen múltiples enzimas, ya sea que funcionen de forma independiente o de forma conjunta, pueden funcionar con una estabilidad mejorada en presencia de un estabilizador apropiado. Los estabilizadores que se pueden utilizar incluyen, por ejemplo, catalasa o albúmina (por ejemplo, albúmina de suero bovino o albúmina de suero humano). La catalasa es conocida por su capacidad para eliminar especies reactivas, tales como peróxido, de entornos biológicos. Por el contrario, no se cree que las albúminas presenten funcionalidad para eliminar especies reactivas y, como resultado, su capacidad para estabilizar la respuesta de los sensores de analito de la presente divulgación es sorprendente.

[0018] Antes de describir los sensores de analitos de la presente divulgación con más detalle, se proporcionará primero una breve descripción general de las configuraciones de sensores de analitoin vivoadecuadas y de los sistemas de sensores que emplean los sensores de analito para que las realizaciones de la presente divulgación se puedan entender mejor. Se debe entender que cualquiera de los sistemas de sensores y configuraciones de sensores de analitos descritos a continuación puede presentar múltiples enzimas, de acuerdo con las diversas realizaciones de la presente divulgación.

[0019] La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema de detección ilustrativo que puede incorporar un sensor de analitos de la presente divulgación. Tal como se muestra, el sistema de detección 100 incluye un dispositivo de control del sensor 102 y un dispositivo lector 120 que están configurados para comunicarse entre sí a través de una ruta o enlace de comunicación local, que puede ser cableado o inalámbrico, unidireccional o bidireccional, y cifrado o no cifrado. El dispositivo lector 120 puede constituir un medio de salida para visualizar concentraciones de analito y alertas o notificaciones determinadas por el sensor 104 o un procesador asociado con el mismo, así como permitir una o más entradas de usuario, de acuerdo con algunas realizaciones. El dispositivo lector 120 puede ser un teléfono inteligente multipropósito o un instrumento lector electrónico dedicado. Si bien solo se muestra un dispositivo lector 120, pueden estar presentes en ciertos casos múltiples dispositivos lectores 120. El dispositivo lector 120 también puede estar en comunicación con el terminal remoto 170 y/o el sistema informático de confianza 180 a través de las ruta o rutas/enlace o enlaces de comunicación 141 y/o 142, respectivamente, que también pueden ser cableados o inalámbricos, unidireccionales o bidireccionales, y cifrados o no cifrados. El dispositivo lector 120 también, o de forma alternativa, puede estar en comunicación con la red 150 (por ejemplo, una red de telefonía móvil, Internet o un servidor en la nube) a través de la ruta/enlace de comunicación 151. La red 150 puede estar además acoplada en comunicación al terminal remoto 170 a través de la ruta/enlace de comunicación 152 y/o al sistema informático de confianza 180 a través de la ruta/enlace de comunicación 153. Alternativamente, el sensor 104 puede comunicarse directamente con el terminal remoto 170 y/o los sistemas informáticos de confianza 180 sin que esté presente por medio un dispositivo lector 120. Por ejemplo, el sensor 104 puede comunicarse con el terminal remoto 170 y/o el sistema informático de confianza 180 a través de un enlace de comunicación directa a la red 150, de acuerdo con algunas realizaciones, tal como se describe en la publicación de solicitud de patente de EE. UU. 2011/0213225. Se puede utilizar cualquier protocolo de comunicación electrónica adecuado para cada una de las rutas o enlaces de comunicación, tal como por ejemplo, comunicación de campo cercano (NFC), identificación por radiofrecuencia (RFID), protocolos BLUETOOTH®o BLUET<o>O<t>H® Low Energy, WiFi o similares. El terminal remoto 170 y/o el sistema informático de confianza 180 pueden ser accesibles, según algunas realizaciones, por personas distintas de un usuario principal que tengan interés en los niveles de analito del usuario. El dispositivo lector 120 puede comprender un visualizador 122 y un componente de entrada opcional 121. El visualizador 122 puede comprender una interfaz de pantalla táctil, según algunas realizaciones.

[0020] El dispositivo de control del sensor 102 incluye una carcasa del sensor 103, que puede alojar circuitos y una fuente de alimentación para hacer funcionar el sensor 104. Opcionalmente, se puede omitir la fuente de alimentación y/o los circuitos activos. Un procesador (no mostrado) se puede acoplar en comunicación al sensor 104, estando el procesador ubicado físicamente dentro de la carcasa del sensor 103 o del dispositivo lector 120. El sensor 104 sobresale de la parte inferior de la carcasa de sensor 103 y se extiende a través de la capa adhesiva 105, que está adaptada para adherir la carcasa de sensor 103 a una superficie de tejido, tal como la piel, según algunas realizaciones.

[0021] El sensor 104 está adaptado para insertarse al menos parcialmente en un tejido de interés, tal como por ejemplo dentro de la capa dérmica o subcutánea de la piel. El sensor 104 puede comprender una cola de sensor de longitud suficiente para su inserción a una profundidad deseada en un tejido determinado. La cola de sensor puede comprender al menos un electrodo de trabajo y una o más áreas activas (regiones/puntos de detección o capas de detección) ubicadas sobre dicho al menos un electrodo de trabajo y que son activas para detectar uno o más analitos de interés. En conjunto, dicha una o más áreas activas pueden comprender múltiples enzimas, de acuerdo con una o más realizaciones de la presente divulgación. Las áreas activas pueden incluir un material polimérico al que al menos algunas de las enzimas están unidas covalentemente, de acuerdo con algunas realizaciones. En diversas realizaciones de la presente divulgación, los analitos pueden ser monitorizados en cualquier fluido biológico de interés, tal como fluido dérmico, fluido intersticial, plasma, sangre, linfa, fluido sinovial, fluido cefalorraquídeo, saliva, lavado broncoalveolar, fluido amniótico o similares. En realizaciones particulares, los sensores de analitos de la presente divulgación pueden estar adaptados para analizar fluido dérmico o fluido intersticial.

[0022] En algunas realizaciones, el sensor 104 puede enviar automáticamente datos al dispositivo lector 120. Por ejemplo, los datos de concentración de analito pueden comunicarse de forma automática y periódica, tal como a una determinada frecuencia a medida que se obtienen los datos o después de que haya transcurrido un determinado período de tiempo, almacenándose los datos en una memoria hasta su transmisión (por ejemplo, cada minuto, cinco minutos u otro período de tiempo predeterminado). En otras realizaciones, el sensor 104 puede comunicarse con el dispositivo lector 120 de una manera no automática y no de acuerdo con un programa establecido. Por ejemplo, los datos pueden comunicarse desde el sensor 104 utilizando tecnología RFID cuando la electrónica del sensor se pone en el rango de comunicación del dispositivo lector 120. Hasta que se comuniquen al dispositivo lector 120, los datos pueden permanecer almacenados en una memoria del sensor 104. Por lo tanto, un paciente no tiene que mantenerse cerca del dispositivo lector 120 en todo momento, y en su lugar puede cargar los datos en un momento conveniente. En aún otras realizaciones, se puede implementar una combinación de transferencia de datos automática y no automática. Por ejemplo, la transferencia de datos puede continuar de manera automática hasta que el dispositivo lector 120 ya no se encuentre dentro del rango de comunicación del sensor 104.

[0023] Un introductor puede estar presente de forma transitoria para promover la introducción del sensor 104 en un tejido. En realizaciones ilustrativas, el introductor puede comprender una aguja o un elemento punzante similar. Debe reconocerse que otros tipos de introductores, como vainas o cuchillas, pueden estar presentes en realizaciones alternativas. Más específicamente, la aguja u otro introductor puede residir de forma transitoria en la proximidad del sensor 104 antes de la inserción en el tejido y, a continuación, extraerse después. Mientras está presente, la aguja u otro introductor puede facilitar la inserción del sensor 104 en un tejido abriendo una vía de acceso para que el sensor 104 la siga. Por ejemplo, la aguja puede facilitar la penetración de la epidermis como una vía de acceso a la dermis para permitir que tenga lugar la implantación del sensor 104, de acuerdo con una o más realizaciones. Después de abrir la vía de acceso, la aguja u otro introductor pueden extraerse de modo que no represente un peligro de objetos punzantes. En realizaciones ilustrativas, las agujas adecuadas pueden ser macizas o huecas, biseladas o no biseladas, y/o circulares o no circulares en sección transversal. En realizaciones más particulares, las agujas adecuadas pueden ser comparables en diámetro de sección transversal y/o diseño de punta a una aguja de acupuntura, que puede tener un diámetro de sección transversal de aproximadamente 250 micrones. Sin embargo, debe reconocerse que las agujas adecuadas pueden tener un diámetro de sección transversal mayor o menor si es necesario para aplicaciones particulares.

[0024] En algunas realizaciones, una punta de la aguja (cuando está presente) puede estar en ángulo sobre el extremo del sensor 104, de modo que la aguja penetre primero un tejido y abra una vía de acceso para el sensor 104. En otras realizaciones ilustrativas, el sensor 104 puede residir dentro de un lumen o ranura de la aguja, con la aguja abriendo de manera similar una vía de acceso para el sensor 104. En cualquier caso, la aguja se extrae posteriormente después de facilitar la inserción del sensor.

[0025] Los sensores de analitos descritos en este documento pueden presentar múltiples enzimas sobre el área o áreas activas de un único electrodo de trabajo o sobre dos o más electrodos de trabajo separados. Las configuraciones de un único electrodo de trabajo para un sensor de analitos pueden emplear motivos de detección de dos o tres electrodos, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación. Las configuraciones de sensor que presentan un único electrodo de trabajo se describen a continuación en referencia a las Figuras 2A-2C. Las configuraciones de sensores que presentan múltiples electrodos de trabajo se describen por separado a continuación en referencia a la Figura 3. Se pueden incorporar múltiples enzimas en cualquiera de las configuraciones de sensores descritas a continuación, y a continuación se describen con más detalle configuraciones específicas adecuadas para incorporar las múltiples enzimas.

[0026] Cuando un único electrodo de trabajo está presente en un sensor de analitos, los motivos de detección de tres electrodos pueden comprender un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un electrodo de referencia. Los motivos de detección de dos electrodos relacionados pueden comprender un electrodo de trabajo y un segundo electrodo, en el que el segundo electrodo funciona tanto como un contraelectrodo como un electrodo de referencia (es decir, un contraelectrodo/electrodo de referencia). En los motivos de detección de dos electrodos y de tres electrodos, una o más áreas activas del sensor de analitos pueden estar en contacto con el electrodo de trabajo. Dicha una o más áreas activas pueden comprender múltiples enzimas de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación, estando presentes las múltiples enzimas en una única área activa y/o en múltiples áreas activas. En algunas realizaciones, los diversos electrodos pueden estar al menos parcialmente apilados (en capas) uno sobre otro, tal como se describe con más detalle a continuación. En algunas u otras realizaciones, los diversos electrodos pueden estar espaciados lateralmente entre sí sobre la cola del sensor. De manera similar, las áreas activas asociadas sobre cada electrodo pueden estar apiladas verticalmente una sobre otra o pueden estar espaciadas lateralmente. En ambos casos, los diversos electrodos pueden estar aislados eléctricamente entre sí mediante un material dieléctrico o un aislante similar.

[0027] La Figura 2A muestra un diagrama de una configuración ilustrativa de sensor de analitos de dos electrodos que tiene un único electrodo de trabajo, que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación. Tal como se muestra, el sensor de analitos 200 comprende el sustrato 212 dispuesto entre el electrodo de trabajo 214 y el contraelectrodo/electrodo de referencia 216. Alternativamente, el electrodo de trabajo 214 y el contraelectrodo/electrodo de referencia 216 pueden estar ubicados sobre el mismo lado del sustrato 212 con un material dieléctrico interpuesto entre ellos (configuración no mostrada). El área activa 218 está dispuesta como al menos una capa sobre al menos una parte del electrodo de trabajo 214. En varias realizaciones, el área activa 218 puede comprender múltiples puntos o un único punto configurado para la detección de uno o más analitos de interés. En conjunto, pueden estar presentes múltiples enzimas en el área activa 218 (es decir, en un único punto o en múltiples puntos).

[0028] Haciendo referencia todavía a la Figura 2A, la membrana 220 recubre al menos el área activa 218 y puede opcionalmente recubrir parte o la totalidad del electrodo de trabajo 214 y/o el contraelectrodo/electrodo de referencia 216, o la totalidad del sensor de analitos 200, según algunas realizaciones. Una o ambas caras del sensor de analitos 200 pueden estar recubiertas con la membrana 220. La membrana 220 puede comprender uno o más materiales de membrana poliméricos que tienen capacidades de limitar el flujo de analito al área activa 218. Dependiendo de la identidad del analito o analitos, la composición de la membrana 220 puede variar, tal como se describe más adelante en el presente documento. El sensor de analitos 200 puede funcionar para analizar uno o más analitos mediante cualquiera de las técnicas de detección electroquímica coulométrica, amperométrica, voltamétrica o potenciométrica.

[0029] Las Figuras 2B y 2C muestran diagramas de configuraciones ilustrativas de sensores de analitos de tres electrodos que tienen un único electrodo de trabajo, que son compatibles para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación. Las configuraciones de sensores de analitos de tres electrodos que emplean un único electrodo de trabajo pueden ser similares a las que se muestran para el sensor de analitos 200 en la Figura 2A, excepto por la inclusión del electrodo adicional 217 en los sensores de analitos 201 y 202 (Figuras 2B y 2C). Con el electrodo adicional 217, el contraelectrodo/electrodo de referencia 216 puede funcionar entonces como un contraelectrodo o un electrodo de referencia, y el electrodo adicional 217 cumple la otra función del electrodo que no se tiene en cuenta de otro modo. El electrodo de trabajo 214 continúa cumpliendo su función original. El electrodo adicional 217 puede estar dispuesto sobre el electrodo de trabajo 214 o el electrodo 216, con una capa separadora de material dieléctrico entre ellos. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 2B, las capas dieléctricas 219a, 219b y 219c separan los electrodos 214, 216 y 217 entre sí y proporcionan aislamiento eléctrico. Alternativamente, al menos uno de los electrodos 214, 216 y 217 puede estar ubicado sobre caras opuestas del sustrato 212, tal como se muestra en la Figura 2C. Por lo tanto, en algunas realizaciones, el electrodo 214 (electrodo de trabajo) y el electrodo 216 (contraelectrodo) pueden estar ubicados sobre caras opuestas del sustrato 212, con el electrodo 217 (electrodo de referencia) ubicado sobre uno de los electrodos 214 o 216 y espaciado de ellos con un material dieléctrico. La capa de material de referencia 230 (por ejemplo, Ag/AgCl) puede estar presente sobre el electrodo 217, sin que la ubicación de la capa de material de referencia 230 se limite a la que se muestra en las Figuras 2B y 2C. Al igual que con el sensor 200 que se muestra en la Figura 2A, el área activa 218 en los sensores de analito 201 y 202 puede comprender múltiples puntos o un único punto configurado para la detección de uno o más analitos de interés. En conjunto, pueden estar presentes múltiples enzimas en el área activa 218 de los sensores de analitos 201 y 202. Además, los sensores de analitos 201 y 202 pueden funcionar para analizar uno o más analitos mediante cualquiera de las técnicas de detección electroquímica coulométrica, amperométrica, voltamétrica o potenciométrica.

[0030] Al igual que el sensor de analitos 200, la membrana 220 también puede recubrir el área activa 218, así como otros componentes del sensor, en los sensores de analitos 201 y 202. El electrodo adicional 217 puede estar recubierto con la membrana 220 en algunas realizaciones. Aunque las Figuras 2B y 2C han representado que todos los electrodos 214, 216 y 217 están recubiertos con la membrana 220, se debe reconocer que solo el electrodo de trabajo 214 puede estar recubierto en algunas realizaciones. Además, el grosor de la membrana 220 en cada uno de los electrodos 214, 216 y 217 puede ser el mismo o diferente. Como en las configuraciones de sensor de analitos de dos electrodos (Figura 2A), una o ambas caras de los sensores de analitos 201 y 202 pueden estar recubiertas con la membrana 220 en las configuraciones de sensor de las Figuras 2B y 2C, o la totalidad de los sensores de analitos 201 y 202 pueden recubrirse. En consecuencia, las configuraciones de sensor de tres electrodos que se muestran en las Figuras 2B y 2C deben entenderse como no limitativas de las realizaciones divulgadas en este documento, permaneciendo las configuraciones alternativas de electrodos y/o capas dentro del alcance de la presente divulgación.

[0031] A continuación se describirán con más detalle las configuraciones de sensores de analitos que tienen múltiples electrodos de trabajo. Aunque la siguiente descripción está dirigida principalmente a configuraciones de sensores de analitos que tienen dos electrodos de trabajo, se debe entender que se pueden incorporar con éxito más de dos electrodos de trabajo mediante una extensión de la divulgación en el presente documento. Los electrodos de trabajo adicionales pueden permitir que se imparta un área o áreas activas adicionales y capacidades de detección correspondientes a sensores de analitos que tengan dichas características.

[0032] La Figura 3 muestra un diagrama de una configuración ilustrativa de sensor de analitos que tiene dos electrodos de trabajo, un electrodo de referencia y un contraelectrodo, que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la divulgación descrita en el presente documento. Tal como se muestra en la Figura 3, el sensor de analitos 300 incluye electrodos de trabajo 304 y 306 dispuestos sobre caras opuestas del sustrato 302. El área activa 310 está dispuesta sobre la superficie del electrodo de trabajo 304, y el área activa 312 está dispuesta sobre la superficie del electrodo de trabajo 306. En conjunto, pueden estar presentes múltiples enzimas en las áreas activas 310 y 312, y cada área activa 310, 312 contiene una o más enzimas. Por ejemplo, pueden estar presentes una enzima sensible a la glucosa en el área activa 310 y una enzima sensible al lactato en el área activa 312 en realizaciones particulares. El contraelectrodo 320 está aislado eléctricamente del electrodo de trabajo 304 por la capa dieléctrica 322, y el electrodo de referencia 321 está aislado eléctricamente del electrodo de trabajo 306 por la capa dieléctrica 323. Las capas dieléctricas externas 330 y 332 están posicionadas sobre el electrodo de referencia 321 y el contraelectrodo 320, respectivamente. La membrana 340 puede recubrir al menos las áreas activas 310 y 312, de acuerdo con diversas realizaciones. Otros componentes del sensor de analitos 300 también pueden recubrirse con la membrana 340, y tal como se indicó anteriormente, una o ambas caras del sensor de analitos 300, o una parte de las mismas, pueden recubrirse con la membrana 340. Al igual que los sensores de analitos 200, 201 y 202, el sensor de analitos 300 puede funcionar para analizar uno o más analitos mediante cualquiera de las técnicas de detección electroquímica coulométrica, amperométrica, voltamétrica o potenciométrica.

[0033] Las configuraciones alternativas de sensores de analitos que tienen múltiples electrodos de trabajo y que difieren de la que se muestra en la Figura 3 pueden presentar un contraelectrodo/electrodo de referencia en lugar de contraelectrodos y electrodos de referencia separados 320, 321, y/o presentan disposiciones de capa y/o membrana que varían de las expresamente representadas. Por ejemplo, la posición del contraelectrodo 320 y el electrodo de referencia 321 puede ser inversa a la representada en la Figura 3. Además, los electrodos de trabajo 304 y 306 no necesitan necesariamente residir sobre caras opuestas del sustrato 302 de la manera que se muestra en la Figura 3.

[0034] Las configuraciones de sensor de analitos que presentan un electrodo de trabajo que tiene un área activa alejada del mismo se muestran en las Figuras 6A y 6<b>y se analizan más adelante.

[0035] De acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación, un agente de transferencia de electrones puede estar presente en una o más de las áreas activas de cualquiera de los sensores de analitos o configuraciones de sensores de analitos divulgadas en este documento. Los agentes de transferencia de electrones adecuados pueden facilitar el transporte de electrones al electrodo de trabajo cuando un analito (sustrato enzimático) experimenta una reacción de oxidación-reducción. La elección del agente de transferencia de electrones dentro de cada área activa puede dictar el potencial de oxidación-reducción observado para cada uno. Cuando hay múltiples áreas activas presentes, el agente de transferencia de electrones dentro de cada área activa puede ser el mismo o diferente.

[0036] Los agentes de transferencia de electrones adecuados pueden incluir iones, complejos o moléculas electrorreducibles y electrooxidables (por ejemplo, quinonas) que tienen potenciales de oxidación-reducción que están unos pocos cientos de milivoltios por encima o por debajo del potencial de oxidación-reducción del electrodo de calomelanos estándar (SCE). De acuerdo con algunas realizaciones, los agentes de transferencia de electrones adecuados pueden incluir complejos de osmio de bajo potencial, tales como los descritos en las Patentes de EE.UU.

6.134.461 y 6.605.200. Ejemplos adicionales incluyen los descritos en las Patentes de EE.UU. 6.736.957, 7.501.053 y 7.754.093. Otros agentes de transferencia de electrones adecuados pueden comprender compuestos metálicos o complejos de rutenio, osmio, hierro (por ejemplo, polivinilferroceno o hexacianoferrato) o cobalto, incluidos compuestos de metaloceno de los mismos, por ejemplo. Los ejemplos adecuados de mediadores de transferencia de electrones y mediadores de transferencia de electrones unidos a polímeros pueden incluir los descritos en las Patentes de EE.UU.

8.444.834, 8.268.143 y 6.605.201. Los ligandos adecuados para los complejos metálicos también pueden incluir, por ejemplo, ligandos bidentados o de mayor denticidad, tales como, por ejemplo, bipiridina, biimidazol, fenantrolina o piridil(imidazol). Otros ligandos bidentados adecuados pueden incluir, por ejemplo, aminoácidos, ácido oxálico, acetilacetona, diaminoalcanos u o-diaminoarenos. Cualquier combinación de ligandos monodentados, bidentados, tridentados, tetradentados o de mayor denticidad puede estar presente en un complejo metálico para lograr una esfera de coordinación completa.

[0037] De acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación, un polímero puede estar presente en cada área activa de cualquiera de los sensores de analitos o configuraciones de sensores de analitos divulgadas en este documento. Los polímeros adecuados para su inclusión en las áreas activas pueden incluir, pero no se limitan a, polivinilpiridinas (por ejemplo, poli (4-vinilpiridina)), polivinilimidazoles (por ejemplo, poli(1-vinilimidazol)), o cualquier copolímero de los mismos. Los copolímeros ilustrativos que pueden ser adecuados para su inclusión en las áreas activas incluyen aquellos que contienen unidades monoméricas, tales como estireno, acrilamida, metacrilamida o acrilonitrilo, por ejemplo. Cuando hay múltiples áreas activas presentes, el polímero dentro de cada área activa puede ser el mismo o diferente.

[0038] Según diversas realizaciones de la presente divulgación, el agente de transferencia de electrones puede estar unido covalentemente al polímero en cada área activa. La forma de unión covalente no se considera particularmente limitada. La unión covalente del agente de transferencia de electrones al polímero puede tener lugar mediante la polimerización de una unidad monomérica que lleva un agente de transferencia de electrones unido covalentemente, o el agente de transferencia de electrones puede reaccionar con el polímero por separado después de que el polímero ya se haya sintetizado. Según algunas realizaciones, un espaciador bifuncional puede unir covalentemente el agente de transferencia de electrones al polímero dentro del área activa, siendo un primer grupo funcional reactivo con el polímero (por ejemplo, un grupo funcional capaz de cuaternizar un átomo de nitrógeno de piridina o un átomo de nitrógeno de imidazol) y sienndo un segundo grupo funcional reactivo con el agente de transferencia de electrones (por ejemplo, un grupo funcional que es reactivo con un ligando que coordina un ion metálico).

[0039] De manera similar, de acuerdo con algunas u otras diversas realizaciones de la presente divulgación, la enzima dentro de una o más de las áreas activas puede estar unida covalentemente al polímero. Cuando hay múltiples enzimas presentes en una única área activa, todas las múltiples enzimas pueden estar unidas covalentemente al polímero en algunas realizaciones, y en otras realizaciones, solo una parte de las múltiples enzimas puede estar unida covalentemente al polímero. Por ejemplo, una primera enzima puede estar unida covalentemente al polímero y una segunda enzima puede estar asociada no covalentemente con el polímero. De acuerdo con realizaciones más específicas, la unión covalente de la enzima al polímero puede tener lugar a través de un agente de reticulación introducido con un agente de reticulación adecuado. Los agentes de reticulación adecuados para la reacción con grupos amino libres en la enzima (por ejemplo, con la amina libre en la lisina) pueden incluir agentes de reticulación, tales como, por ejemplo, polietilenglicol diglicidil éter (PEGDGE) u otros poliepóxidos, cloruro cianúrico, N-hidroxisuccinimida, imidoésteres, epiclorhidrina o variantes derivatizadas de los mismos. Los agentes de reticulación adecuados para la reacción con grupos de ácido carboxílico libres en la enzima pueden incluir, por ejemplo, carbodiimidas. La reticulación es generalmente intermolecular, pero puede ser intramolecular en algunas realizaciones.

[0040] El agente de transferencia de electrones y/o la enzima pueden estar asociados con el polímero en el área activa a través de otros medios además de la unión covalente. En algunas realizaciones, el agente de transferencia de electrones y/o la enzima pueden estar asociados iónicamente o de manera coordinada con el polímero. Por ejemplo, un polímero cargado puede estar asociado iónicamente con un agente de transferencia de electrones o enzima con carga opuesta. En aún otras realizaciones, el agente de transferencia de electrones y/o la enzima pueden estar físicamente atrapados dentro del polímero sin estar unidos al mismo.

[0041] A continuación se describirán con más detalle diversas configuraciones adecuadas para disponer múltiples enzimas en sensores de analitos de la presente divulgación. Las múltiples enzimas pueden depositarse dentro de una o más áreas activas de los sensores. Las áreas activas pueden variar en tamaño desde aproximadamente 0,01 mm2 hasta aproximadamente 1 mm2, aunque también se contemplan en el presente documento áreas activas más grandes o más pequeñas.

[0042] En algunas realizaciones, se pueden disponer múltiples enzimas dentro de áreas activas separadas sobre un único electrodo de trabajo. Cuando las múltiples enzimas se disponen de esta manera, cada área activa puede facilitar la detección de analitos separados, tal como se describe a continuación en el presente documento. Al menos una de las áreas activas puede producir una señal independientemente de las otras áreas activas.

[0043] Según algunas realizaciones, los sensores de analitos de la presente divulgación que tienen múltiples áreas activas sobre un único electrodo de trabajo pueden comprender: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo, y al menos dos áreas activas dispuestas sobre una superficie del electrodo de trabajo. Cada área activa comprende una enzima sensible al analito y un polímero, siendo la enzima sensible al analito en cada área activa diferente. Cada área activa tiene un potencial de oxidación-reducción, y el potencial de oxidación-reducción de una primera área activa está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción de una segunda área activa para permitir la producción de una señal de la primera área activa independientemente de una señal de la segunda área activa. En realizaciones más específicas, dichos sensores de analitos pueden comprender un único electrodo de trabajo que tiene al menos dos áreas activas. Se puede incorporar un agente de transferencia de electrones dentro de cada área activa para promover la transferencia de electrones.

[0044] Las configuraciones de sensor alternativas pueden comprender una única área activa que contenga tanto la primera enzima sensible al analito como la segunda enzima sensible al analito, junto con un agente de transferencia de electrones. Cada enzima puede estar unida covalentemente a partes separadas del polímero en la única área activa. Siempre que las químicas de detección para promover la transferencia de electrones para cada analito no estén demasiado diluidas en la única área activa, la única área activa puede facilitar la detección del analito de una manera similar a la descrita a continuación para áreas activas separadas. Dichas configuraciones de sensor pueden ser particularmente factibles cuando los analitos que se van a analizar con la primera y la segunda enzimas sensibles al analito tienen valores de permeabilidad de membrana comparables.

[0045] En realizaciones más específicas, la cola del sensor puede estar configurada para su inserción en un tejido. Los tejidos adecuados no se consideran particularmente limitados y se abordan con más detalle anteriormente. De manera similar, se abordan anteriormente las consideraciones para desplegar una cola del sensor en una posición particular dentro de un tejido.

[0046] En realizaciones más específicas, el potencial de oxidación-reducción asociado con la primera área activa puede estar separado del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa en al menos aproximadamente 100 mV, o en al menos aproximadamente 150 mV, o en al menos aproximadamente 200 mV. El límite superior de la separación entre los potenciales de oxidación-reducción está dictado por la ventana electroquímica de trabajoin vivo.Al tener los potenciales de oxidación-reducción de las áreas activas suficientemente separados en magnitud entre sí, puede tener lugar una reacción electroquímica dentro de la primera área activa sin inducir sustancialmente una reacción electroquímica dentro de la segunda área activa. Por lo tanto, una señal de la primera área activa puede producirse independientemente en o por encima de su potencial de oxidación-reducción correspondiente. En cambio, en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa, pueden tener lugar reacciones electroquímicas dentro de ambas áreas activas. Por lo tanto, la señal resultante en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa puede incluir una contribución de señal tanto de la primera área activa como de la segunda área activa, y la señal es una señal compuesta. La contribución de señal de la segunda área activa en o por encima de su potencial de oxidación-reducción puede entonces determinarse restando de la señal compuesta la señal obtenida únicamente de la primera área activa en o por encima de su potencial de oxidaciónreducción correspondiente. Se aplican consideraciones similares al análisis de las contribuciones de señal de una única área activa que contiene dos enzimas diferentes que producen señales a diferentes potenciales de oxidaciónreducción.

[0047] En realizaciones más específicas, las primera y segunda áreas activas pueden contener diferentes agentes de transferencia de electrones cuando las áreas activas están ubicadas sobre el mismo electrodo de trabajo, para proporcionar potenciales de oxidación-reducción que están suficientemente separados en magnitud. Más específicamente, la primera área activa puede comprender un primer agente de transferencia de electrones y la segunda área activa puede comprender un segundo agente de transferencia de electrones, siendo diferentes el primer y el segundo agente de transferencia de electrones. El centro metálico y/o los ligandos presentes en un agente de transferencia de electrones determinado pueden variarse para proporcionar una separación suficiente de los potenciales de oxidación-reducción de las primera y segunda áreas activas, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación. De acuerdo con realizaciones aún más específicas, el primer agente de transferencia de electrones puede estar unido covalentemente al polímero en la primera área activa, y el segundo agente de transferencia de electrones puede estar unido covalentemente al polímero en la segunda área activa. La manera de unión covalente para el primer agente de transferencia de electrones y el segundo agente de transferencia de electrones puede ser la misma o diferente. Se aplican consideraciones similares a la elección de agentes de transferencia de electrones adecuados para su uso junto con una primera enzima sensible al analito y una segunda enzima sensible al analito contenidas dentro de una única área activa, de acuerdo con la divulgación anterior.

[0048] En realizaciones más específicas de la presente divulgación, la enzima sensible al analito en cada área activa puede estar unida covalentemente (o en cualquier caso inmovilizada) al polímero dentro de cada área activa. En realizaciones aún más específicas, la enzima sensible al analito y el agente de transferencia de electrones en cada área activa pueden estar unidos covalentemente al polímero dentro de cada área activa. Cuando están contenidos en una única área activa, la primera enzima sensible al analito y un primer agente de transferencia de electrones pueden estar unidos covalentemente a una primera parte del polímero, y la segunda enzima sensible al analito y un segundo agente de transferencia de electrones pueden estar unidos covalentemente a una segunda parte del polímero. El polímero en la primera parte y la segunda parte pueden ser iguales o diferentes.

[0049] De manera ideal, las primera y segunda áreas activas ubicadas sobre un único electrodo de trabajo pueden configurarse para alcanzar rápidamente una corriente de estado estacionario al operar el sensor de analitos a un potencial determinado. La consecución rápida de una corriente de estado estacionario puede promoverse eligiendo un agente de transferencia de electrones para cada área activa que cambie su estado de oxidación rápidamente al exponerse a un potencial igual o superior a su potencial de oxidación-reducción. Hacer que las áreas activas sean lo más delgadas posible también puede facilitar la consecución rápida de una corriente de estado estacionario. Por ejemplo, los grosores adecuados para las primera y segunda áreas activas pueden variar de aproximadamente 0,1 micrones a aproximadamente 10 micrones. En algunas u otras realizaciones, la combinación de un material operador, tal como, por ejemplo, nanotubos de carbono, grafeno o nanopartículas metálicas dentro de una o más de las áreas activas puede promover la consecución rápida de una corriente de estado estacionario. Las cantidades adecuadas de partículas operadoras pueden variar de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 50 % en peso del área activa, o de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 50 % en peso, o de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 10 % en peso, o de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 10 % en peso. También se pueden emplear estabilizadores para promover la estabilidad de la respuesta.

[0050] También se debe entender que la sensibilidad (corriente de salida) de los sensores de analitos hacia cada analito se puede variar modificando la cobertura (área o tamaño) de las áreas activas, la relación superficial de las áreas activas entre sí, la identidad y el grosor de la membrana limitante de transporte de masa que recubre las áreas activas y cualquier combinación de los mismos. La variación de estos parámetros puede ser realizada fácilmente por una persona con conocimientos ordinarios en la técnica una vez que se le haya concedido el beneficio de la divulgación aquí presentada.

[0051] Aunque la descripción anterior está dirigida principalmente a sensores de analitos configurados para detectar dos analitos diferentes, se debe entender que los conceptos anteriores se pueden ampliar para detectar más de dos analitos utilizando un número correspondiente de áreas activas ubicadas sobre un único electrodo de trabajo. De manera específica, los sensores de analitos que emplean más de dos áreas activas y un número correspondiente de enzimas diferentes (y agentes de transferencia de electrones) en las mismas se pueden emplear para detectar un número similar de analitos diferentes en otras realizaciones de la presente divulgación. Siempre que el potencial de oxidación-reducción de cada área activa esté suficientemente separado del de otras áreas activas, la contribución de la señal de cada área activa se puede analizar de una manera relacionada con la descrita anteriormente para proporcionar la concentración de cada analito.

[0052] En realizaciones más particulares, la primera área activa puede comprender una enzima sensible a la glucosa, tal como la glucosa oxidasa, y la segunda área activa puede comprender una enzima sensible al lactato, tal como la lactato oxidasa, además de los agentes de transferencia de electrones y polímeros adecuados analizados con más detalle anteriormente. De acuerdo con realizaciones particulares, los sensores de analitos adecuados para detectar glucosa y lactato pueden comprender un electrodo de trabajo que tiene una primera área activa y una segunda área activa dispuestas sobre el mismo, y una membrana limitante del transporte de masa que recubre la primera y segunda áreas activas sobre el electrodo de trabajo, en el que la segunda área activa comprende un polímero, una albúmina y una enzima sensible al lactato (por ejemplo, la lactato oxidasa) unida covalentemente al polímero y la primera área activa comprende una enzima sensible a la glucosa (por ejemplo, la glucosa oxidasa) unida covalentemente a un polímero. En cada área activa pueden estar presentes un primer y un segundo agente de transferencia de electrones que difieren entre sí. En realizaciones más específicas, la membrana limitante del transporte de masa puede comprender al menos un homopolímero o copolímero de polivinilpiridina reticulado. La composición de la membrana limitante del transporte de masa puede ser la misma o diferente cuando la membrana limitante del transporte de masa recubre cada área activa. En realizaciones particulares, la membrana limitante del transporte de masa que recubre la primera área activa puede ser monocomponente (contiene un único polímero de membrana) y la membrana limitante del transporte de masa que recubre la segunda área activa puede ser multicomponente (contiene dos o más polímeros de membrana diferentes, uno de los cuales es un homopolímero o copolímero de polivinilpiridina), ya sea como una bicapa o una mezcla homogénea.

[0053] De manera similar, también se debe entender que algunos sensores de analitos de la presente divulgación que tienen dos o más áreas activas ubicadas sobre un electrodo de trabajo determinado pueden comprender dos o más enzimas sensibles al analito en al menos una de las áreas activas. De acuerdo con realizaciones más específicas, las dos o más enzimas sensibles al analito en un área activa determinada pueden interactuar de forma conjunta para generar una señal proporcional a la concentración de un único analito. Por lo tanto, las enzimas sensibles al analito no necesariamente deben estar presentes en una proporción de 1:1 con una selección determinada de analitos. Los sensores de analitos que contienen enzimas que interactúan de forma conjunta se describen con más detalle a continuación.

[0054] Por consiguiente, en el presente documento también se describen procedimientos de detección de múltiples analitos que emplean sensores de analitos que presentan múltiples enzimas dispuestas sobre un único electrodo de trabajo. En diversas realizaciones, dichos procedimientos pueden comprender: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende al menos un analito. El sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo, en particular un único electrodo de trabajo, y al menos dos áreas activas dispuestas sobre una superficie del electrodo de trabajo. Cada área activa comprende una enzima sensible al analito y un polímero, y la enzima sensible al analito en cada área activa es diferente. Cada área activa tiene un potencial de oxidación-reducción, y el potencial de oxidación-reducción de una primera área activa está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción de una segunda área activa para permitir la producción de una señal de la primera área activa independientemente de la producción de una señal de la segunda área activa. Los procedimientos comprenden además: obtener una primera señal en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la primera área activa, de modo que la primera señal sea proporcional a una concentración de un primer analito; obtener una segunda señal en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa, de modo que la segunda señal es una señal compuesta que comprende una contribución de señal de la primera área activa y una contribución de señal de la segunda área activa; y restar la primera señal de la segunda señal para obtener una señal de diferencia, siendo la señal de diferencia proporcional a una concentración del segundo analito.

[0055] En realizaciones más específicas, el potencial de oxidación-reducción asociado con la primera área activa puede estar separado del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa en al menos aproximadamente 100 mV, o en al menos aproximadamente 150 mV, o en al menos aproximadamente 200 mV para proporcionar una separación suficiente para la producción independiente de una señal de la primera área activa.

[0056] En algunas u otras realizaciones más específicas, el fluido es un fluido biológico y el sensor de analitos se expone al fluido biológicoin vivodentro de un individuo. Los fluidos biológicos adecuados para el análisis con sensores de analitos que tienen al menos dos áreas activas diferentes ubicadas sobre un electrodo de trabajo determinado pueden incluir cualquiera de los fluidos biológicos analizados con más detalle anteriormente.

[0057] En algunas realizaciones, las señales asociadas con cada área activa pueden correlacionarse con una concentración de analito correspondiente consultando una tabla de consulta o una curva de calibración para cada analito. Una tabla de consulta para cada analito puede completarse analizando múltiples muestras que tienen concentraciones de analito conocidas y registrando la respuesta del sensor en cada concentración para cada analito. De manera similar, una curva de calibración para cada analito puede determinarse trazando la respuesta del sensor de analito para cada analito como una función de la concentración. De acuerdo con algunas realizaciones, la curva de calibración para los sensores de analitos de la presente divulgación puede ser lineal.

[0058] Un procesador puede determinar qué valor de respuesta del sensor en una tabla de consulta es el más cercano al medido para una muestra que tiene una concentración de analito desconocida y a continuación informar de la concentración de analito en consecuencia. En algunas u otras realizaciones, si el valor de respuesta del sensor para una muestra que tiene una concentración de analito desconocida está entre los valores registrados en la tabla de consulta, el procesador puede interpolar entre dos valores de la tabla de consulta para estimar la concentración de analito. La interpolación puede suponer una variación de concentración lineal entre los dos valores informados en la tabla de consulta. La interpolación se puede emplear cuando la respuesta del sensor difiere una cantidad suficiente de un valor determinado en la tabla de consulta, tal como una variación de aproximadamente el 10 % o más.

[0059] Asimismo, de acuerdo con algunas u otras diversas realizaciones, un procesador puede introducir el valor de respuesta del sensor para una muestra que tiene una concentración de analito desconocida en una curva de calibración correspondiente. El sensor puede entonces informar de la concentración de analito en consecuencia.

[0060] Las realizaciones de sensores de analitos que tienen dos áreas activas diferentes dispuestas sobre un electrodo de trabajo determinado pueden emplear configuraciones de sensor relacionadas con las representadas en las Figuras 2A-2C y descritas anteriormente. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los sensores de analitos adecuados también pueden presentar múltiples electrodos de trabajo, tales como la configuración del sensor que se muestra en la Figura 3, con al menos uno de los electrodos de trabajo que tiene al menos dos áreas activas que difieren entre sí. También se debe entender que otras configuraciones de sensor de analitos que tienen dos o más áreas activas diferentes dispuestas sobre la superficie de un electrodo de trabajo determinado también se encuentran dentro del alcance de la presente divulgación. Por ejemplo, la ubicación, orientación o funcionalidad del electrodo de trabajo y de los electrodos de referencia y/o contraelectrodos pueden diferir de lo que se muestra en las figuras de este documento.

[0061] La Figura 4 muestra una configuración ilustrativa de sensor de analitos compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación, en la que se disponen dos áreas activas diferentes sobre la superficie de un único electrodo de trabajo. La configuración del sensor de analitos de la Figura 4 tiene más similitud con la de la Figura 2C y se puede entender mejor haciendo referencia a ellos. Cuando sea apropiado, los caracteres de referencia comunes de la Figura 2C se utilizan en la Figura 4 en aras de la claridad, y no se describen nuevamente con más detalle las características que tienen una estructura y/o función común en aras de la brevedad. Nuevamente, debe entenderse que otras configuraciones de sensores de analitos pueden incorporar de manera similar las características descritas a continuación para la Figura 4.

[0062] Haciendo referencia a la Figura 4, el sensor de analitos 400 incluye áreas activas 218a y 218b sobre la superficie del electrodo de trabajo 214. El área activa 218a incluye un primer agente de transferencia de electrones y una primera enzima sensible al analito que puede estar unida covalentemente a un polímero que comprende el área activa 218a.

El área activa 218b incluye de manera similar un segundo agente de transferencia de electrones y una segunda enzima sensible al analito que puede estar unida covalentemente a un polímero que comprende el área activa 218b. El primer agente de transferencia de electrones y el segundo agente de transferencia de electrones pueden diferir en composición para proporcionar la separación de los potenciales de oxidación-reducción de la primera área activa 218a y la segunda área activa 218b. En realizaciones particulares, el área activa 218b puede comprender una enzima sensible al lactato, tal como la lactato oxidasa, y el área activa 218a puede comprender una enzima sensible a la glucosa, tal como la glucosa oxidasa.

[0063] Los potenciales de oxidación-reducción de la primera área activa 218a y la segunda área activa 218b pueden estar suficientemente separados entre sí para permitir la producción de una señal de la primera área activa 218a independientemente de la producción de señal de la segunda área activa 218b. Por tanto, el sensor de analitos 400 puede funcionar a un primer potencial en el que se produce una reacción de oxidación-reducción dentro de la primera área activa 218a, pero no dentro de la segunda área activa 218b. Por lo tanto, un primer analito (por ejemplo, glucosa) puede detectarse selectivamente en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la primera área activa 218a, siempre que el potencial aplicado no sea lo suficientemente alto como para promover una reacción de oxidaciónreducción con la segunda área activa 218b. Puede determinarse una concentración del primer analito a partir de la respuesta del sensor de la primera área activa 218a haciendo referencia a una tabla de consulta o curva de calibración.

[0064] En o por encima del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa 218b, pueden tener lugar reacciones de oxidación-reducción separadas de manera simultánea o casi simultánea dentro de la primera área activa 218a y la segunda área activa 218b. Como resultado, la señal producida en o por encima del potencial de oxidaciónreducción de la segunda área activa 218b puede comprender una señal compuesta que tiene contribuciones de señal tanto de la primera área activa 218a como de la segunda área activa 218b. Para determinar la concentración del segundo analito (por ejemplo, lactato) a partir de la señal compuesta, la señal de la primera área activa 218a en o por encima de su potencial de oxidación-reducción correspondiente puede restarse de la señal compuesta para proporcionar una señal de diferencia asociada con la segunda área activa 218b sola. Una vez que se ha determinado la señal de diferencia, puede determinarse la concentración de un segundo analito mediante referencia a una tabla de consulta o curva de calibración.

[0065] Tal como se mencionó anteriormente, también se aplican consideraciones similares para separar una primera señal y una segunda señal de un área activa única que contiene dos enzimas diferentes sensibles a analitos para determinar las concentraciones de primer y segundo analito que difieren entre sí.

[0066] En algunas u otras realizaciones de la presente divulgación, pueden estar presentes múltiples enzimas en una única área activa. A diferencia de las configuraciones de sensores en las que múltiples enzimas funcionan de forma independiente para detectar diferentes analitos, particularmente espaciados en áreas activas separadas sobre la superficie de un electrodo de trabajo, múltiples enzimas dispuestas en una única área activa pueden funcionar de forma conjunta para facilitar la detección de un único analito, según algunas realizaciones de la presente divulgación, particularmente en presencia de un estabilizador. Tal como se utiliza en el presente documento, el término "de forma conjunta" y sus variantes gramaticales se refieren a una reacción enzimática acoplada, en la que el producto de una primera reacción enzimática se convierte en el sustrato para una segunda reacción enzimática, y la segunda reacción enzimática sirve como base para medir la concentración del sustrato (analito) que reaccionó durante la primera reacción enzimática. Puede ser deseable utilizar dos enzimas que actúen de forma conjunta entre sí para detectar un analito de interés determinado cuando una única enzima no puede facilitar la detección. Las situaciones en las que una sola enzima puede ser ineficaz para promover la detección de analito incluyen, por ejemplo, aquellas en las que la enzima es inhibida por uno o más productos de la reacción enzimática o no puede alternar entre un estado oxidado y un estado reducido cuando se dispone dentro de un sensor de analitos.

[0067] Como también se describe en el presente documento, múltiples enzimas dispuestas en áreas activas separadas pueden interactuar de igual modo de forma conjunta para promover la detección de un único analito. Cuando las múltiples enzimas están ubicadas en áreas activas separadas, una de las áreas activas puede estar aislada del electrodo de trabajo de modo que la transferencia de electrones hacia y desde el electrodo de trabajo tenga lugar desde solo una de las áreas activas.

[0068] En realizaciones más específicas, los sensores de analitos que presentan al menos dos enzimas que interactúan de forma conjunta entre sí pueden comprender: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo; y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo. Dicha al menos una área activa comprende una primera enzima, una segunda enzima y un polímero. La primera y la segunda enzimas son capaces de interactuar de forma conjunta, de modo que la primera enzima es capaz de convertir un analito en un primer producto, y la segunda enzima es capaz de convertir el primer producto en un segundo producto para generar una señal en el electrodo de trabajo. La segunda enzima no es reactiva con el analito. Al menos la segunda enzima está unida covalentemente al polímero en dicha al menos un área activa. El análisis de una señal (por ejemplo, la corriente medida a un voltaje de entrada fijo) resultante de la reacción del primer producto en el segundo producto puede proporcionar una base para detectar un analitoymedir su concentración, tal como se explica con más detalle a continuación.

[0069] Más específicamente, el área activa puede comprender un agente de transferencia de electrones, tal como los descritos anteriormente, y sólo la segunda enzima es capaz de intercambiar electrones con el agente de transferencia de electrones, en cuyo caso la primera enzima puede transmitir electrones indirectamente a la segunda enzima, tal como se explica a continuación. En consecuencia, realizaciones más específicas de la presente divulgación pueden presentar una primera enzima que no está unida covalentemente al polímero (de modo que es menos probable que intercambie electrones con el agente de transferencia de electrones) y una segunda enzima que está unida covalentemente al polímero (para promover el intercambio de electrones con el agente de transferencia de electrones). El agente de transferencia de electrones puede estar unido covalentemente al polímero en el área activa en cualquier caso. La unión coordinada también está incluida dentro del alcance de la unión covalente de acuerdo con la divulgación en el presente documento.

[0070] Un estabilizador puede estar presente en el área activa, de acuerdo con algunas realizaciones. Los estabilizadores particularmente adecuados para sensores de analitos que contienen enzimas que interactúan de forma conjunta incluyen catalasa y albúmina, por ejemplo.

[0071] Según algunas realizaciones, la cola del sensor puede estar configurada para su inserción en un tejido de interés. Por lo tanto, según algunas realizaciones, los sensores de analitos que contienen enzimas capaces de interactuar de forma conjunta entre sí en un área activa determinada pueden estar adaptados para analizar la concentración de un analito en un fluido biológicoin vivo.La identidad del fluido biológico nuevamente no está particularmente limitada.

[0072] Tal como se indicó anteriormente, las configuraciones de sensor que incorporan dos enzimas que son capaces de interactuar de forma conjunto pueden incluir aquellas en las que dicha al menos un área activa comprende un agente de transferencia de electrones que está unido covalentemente al polímero. Nuevamente, la unión coordinada también está incluida dentro del alcance de la unión covalente de acuerdo con la divulgación en el presente documento. En dichas realizaciones, al menos la segunda enzima también puede estar unida covalentemente al polímero. En algunas realizaciones, la primera enzima no está unida covalentemente al polímero. En otras realizaciones, tanto la primera enzima como la segunda enzima pueden estar unidas covalentemente al polímero en dicha al menos un área activa. La unión covalente de la primera enzima al polímero puede ser deseable, por ejemplo, para reducir la probabilidad de lixiviación de la primera enzima de dicha al menos un área activa.

[0073] Las configuraciones de sensores de analitos adecuadas para incorporar dos enzimas que interactúan de forma conjunta entre sí en una o más áreas activas sobre un electrodo de trabajo pueden ser similares a las que se muestran en las Figuras 2A-2Cy se describen con más detalle anteriormente. Las enzimas capaces de interactuar de forma conjunta entre sí (es decir, enzimas concertadas o pares de enzimas concertadas) también se pueden incorporar en configuraciones de sensores de analitos que tengan múltiples electrodos de trabajo (Figura 3) o que tengan múltiples áreas activas dispuestas en un electrodo de trabajo determinado (Figura 4). Cualquiera de los sensores de analitos descritos en este documento con un par de enzimas concertadas ubicadas directamente sobre la superficie de un electrodo de trabajo puede emplear cualquiera de las configuraciones de sensor de analitos anteriores. Las configuraciones de sensor de analito que tienen dos o más enzimas que interactúan de forma conjunta entre sí en múltiples áreas activas, en las que una de las áreas activas está alejada del electrodo de trabajo, se analizan más adelante en referencia a las Figuras 6A y 6B.

[0074] En configuraciones más específicas de sensores de analito que contienen enzimas concertadas, ambas dispuestas directamente sobre un electrodo de trabajo, la primera enzima puede ser la alcohol oxidasa (AOX) y la segunda enzima puede ser la xantina oxidasa (XOX). Con este par de enzimas, el sensor de analitos puede ser funcional para detectar un alcohol, particularmente etanol, de acuerdo con una o más realizaciones. La cooperatividad entre la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa para detectar etanol y otros alcoholes con ambas enzimas dispuestas sobre un electrodo de trabajo se explica con más detalle a continuación en el presente documento (véase la Figura 5A). En realizaciones más específicas de la presente divulgación, la xantina oxidasa puede estar unida covalentemente al polímero en el área activa, y la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero. En realizaciones aún más específicas, tanto la xantina oxidasa como un agente de transferencia de electrones pueden estar unidos covalentemente al polímero, y la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero. La catalasa puede estar presente como estabilizador con este par de enzimas.

[0075] Otro par de enzimas concertadas que pueden ser adecuadas para su uso en la presente divulgación con ambas enzimas dispuestas directamente sobre la superficie de un electrodo de trabajo es la p-hidroxibutirato deshidrogenasa y la diaforasa. Este par de enzimas concertadas se puede utilizar para la detección de cuerpos cetónicos, siendo el phidroxibutirato una molécula representativa indicativa de la presencia de cetonas. En configuraciones de sensores que contienen este par de enzimas concertadas, la p-hidroxibutirato deshidrogenasa puede convertir el p-hidroxibutirato y el nicotinamida adenina dinucleótido oxidado (NAD+) en acetoacetato y nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADH). El NADH puede entonces experimentar una reducción bajo la mediación de la diaforasa, y los electrones transferidos durante este proceso proporcionan la base para la detección de cetonas en el electrodo de trabajo. La reacción concertada entre el p-hidroxibutirato y la diaforasa (mediada por el cofactor NAD+) para detectar cetonas se muestra en la Figura 5B. La albúmina puede estar presente como estabilizador con este par de enzimas concertadas.

[0076] En las figuras 5C y 5D todavía se muestran otras químicas de detección enzimática alternativas para cetonas. Tal como se muestra en la Figura 5C la p-hidroxibutirato deshidrogenasa puede convertir el p-hidroxibutirato y el NAD+ en acetoacetato y NADH. En lugar de que la transferencia de electrones al electrodo de trabajo la realice la diaforasa (véase la Figura 5B), la forma reducida de la NADH oxidasa (NADHOx (Red)) experimenta una reacción para formar la forma oxidada correspondiente (NADHOx (Ox)). A continuación, la NADHOx (Red) puede reformarse mediante una reacción con oxígeno molecular para producir superóxido, que puede experimentar una conversión posterior en peróxido de hidrógeno bajo la mediación de la superóxido dismutasa (SOD). La SOD puede estar unida covalentemente al polímero en el área activa, según diversas realizaciones. A continuación, el peróxido de hidrógeno puede experimentar una reacción en el electrodo de trabajo para proporcionar una señal que puede correlacionarse con la cantidad de cetonas presentes. La Figura 5D muestra otra química de detección enzimática alternativa en la que la p-hidroxibutirato deshidrogenasa puede convertir nuevamente el p-hidroxibutirato y el NAD+ en acetoacetato y NADH. El ciclo de detección en este caso se completa mediante la oxidación de poli-1,10-fenantrolina-5,6-diona en el electrodo de trabajo. Al igual que otras químicas de detección descritas en este documento, la inclusión de una albúmina en el área activa puede proporcionar una mejora sorprendente en la estabilidad de la respuesta.

[0077] La creatina amidohidrolasa y la sarcosina oxidasa son otro par de enzimas concertadas que pueden ser adecuadas para su uso en la presente divulgación cuando ambas enzimas están dispuestas directamente sobre un electrodo de trabajo. La creatina amidohidrolasa genera sarcosina y urea a partir de creatina. La sarcosina oxidasa, a su vez, puede catalizar la reacción de la sarcosina para formar glicina, formaldehído y peróxido de hidrógeno. En consecuencia, la detección del peróxido de hidrógeno en el electrodo de trabajo puede servir como base para cuantificar la creatina y/o la sarcosina.

[0078] A continuación se describirá con más detalle la detección de etanol y otros alcoholes utilizando la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa mediante una reacción enzimática concertada. La alcohol oxidasa interactúa con el etanol para formar acetaldehído y peróxido de hidrógeno. Otros alcoholes reaccionan para formar aldehídos con un recuento de carbonos correspondientemente mayor o menor. Ventajosamente, la alcohol oxidasa solo cataliza la conversión directa de etanol en acetaldehído (en lugar de realizar la reacción de manera reversible, tal como es el caso de la alcohol deshidrogenasa), lo que puede ser favorable para el uso de esta enzima en un sensor de analitos. Además, la alcohol oxidasa contiene un cofactor de flavina fuertemente unido, de modo que los cofactores exógenos no necesariamente necesitan combinarse con la alcohol oxidasa para hacer que la enzima sea activa para promover la oxidación del alcohol.

[0079] En principio, la alcohol oxidasa sola podría emplearse para la detección de etanol en un sensor de analitos mediante el análisis de los productos de acetaldehído o peróxido de hidrógeno producidos en la reacción enzimática. Sin embargo, existen dos problemas con este enfoque. En primer lugar, tanto el acetaldehído como el peróxido de hidrógeno son inhibidores de la alcohol oxidasa. Por lo tanto, si estos compuestos no se eliminan del entorno del sensor, la alcohol oxidasa se vuelve inactiva para promover la oxidación del etanol, dejando así al sensor de analitos como no funcional para el análisis del etanol. Además, si el acetaldehído y el peróxido de hidrógeno quedan secuestrados o experimenta una desactivación con otros agentes, ya no hay una especie disponible para la detección electroquímica. En segundo lugar, la alcohol oxidasa no intercambia libremente electrones con mediadores de oxidación-reducción, distintos del oxígeno molecular. Por tanto, los agentes de transferencia de electrones asociados con un polímero en el área activa de un sensor de analitos, tales como complejos de osmio y de otros metales de transición analizados en este documento, son ineficaces para ciclar la alcohol oxidasa desde un estado reducido inactivo a un estado oxidado que es reactivo con el etanol. Por lo tanto, aunque la alcohol oxidasa puede estar opcionalmente unida covalentemente al polímero, no hay beneficios particulares para el proceso de transferencia de electrones al hacerlo. Es decir, la unión covalente de la alcohol oxidasa al polímero no ayuda a promover la transferencia de electrones con el agente de transferencia de electrones.

[0080] La combinación concertada de alcohol oxidasa y xantina oxidasa directamente sobre un electrodo de trabajo, particularmente juntas en un área activa determinada, puede superar al menos algunos de los desafíos anteriores asociados con la detección de etanol utilizando un sensor de analitos que emplea alcohol oxidasa. El acetaldehído y otros aldehídos pueden servir como sustrato para la xantina oxidasa, y el acetaldehído se convierte enzimáticamente en ácido acético. Por lo tanto, la xantina oxidasa puede eliminar el acetaldehído del entorno del sensor, impidiendo así la inactivación basada en acetaldehído de la alcohol oxidasa. La catalasa puede estar presente en el área activa para eliminar el peróxido de hidrógeno (por ejemplo, como un complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno), impidiendo así la inactivación de la alcohol oxidasa con esta especie. Además, a diferencia de la alcohol oxidasa, la xantina oxidasa puede intercambiar electrones con complejos de osmio y de otros metales de transición asociados con el polímero en el área activa del sensor de analitos. Por lo tanto, la xantina oxidasa puede alternar entre sus formas oxidada y reducida, lo que permite que el sensor de analitos mantenga un estado de detección activo. Por lo tanto, la detección de etanol en los sensores de analitos anteriores se basa en la reacción enzimática de la xantina oxidasa con acetaldehído, el producto de la reacción enzimática del etanol. Además, al configurar las enzimas en el sensor de analitos de la manera anterior, la alcohol oxidasa puede experimentar una reoxidación con oxígeno molecular para mantener su actividad.

[0081] La Figura 5A muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de etanol utilizando alcohol oxidasa y xantina oxidasa dispuestas directamente sobre un electrodo de trabajo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación. La xantina oxidasa está unida covalentemente a un polímero en el área activa del sensor de analitos, y la alcohol oxidasa está asociada de manera no covalente con el polímero en el área activa. Además de la xantina oxidasa, un complejo de osmio u otro complejo de metal de transición capaz de intercambiar electrones con esta enzima también está unido covalentemente al polímero. Tal como se muestra en la figura 5A, el etanol reacciona con la alcohol oxidasa oxidada (activa) en presencia de un cofactor de flavina (FAD, ya unido a la alcohol oxidasa), formando así una alcohol oxidasa reducida, acetaldehído y peróxido de hidrógeno. La alcohol oxidasa reducida puede reoxidarse con oxígeno molecular, tal como se ha demostrado, para devolver la alcohol oxidasa a su forma oxidada catalíticamente activa.

[0082] Haciendo referencia todavía a la Figura 5A, el acetaldehído formado enzimáticamente a partir del etanol experimenta a continuación una reacción posterior con la forma oxidada de la xantina oxidasa en presencia de un cofactor de flavina que está presente de forma nativa con la enzima. El ácido acético se forma en este proceso y la xantina oxidasa se transforma en un estado reducido. La xantina oxidasa reducida puede reaccionar a continuación con el agente de transferencia de electrones de metal de transición asociado con el polímero para transferir electrones al electrodo de trabajo, produciendo así una corriente y regenerando la forma oxidada de la xantina oxidasa. Aunque no se muestra en la Figura 5A, el peróxido de hidrógeno se elimina por separado del entorno del sensor mediante la catalasa presente en el área activa.

[0083] Tal como se puede observar a partir de la Figura 5A, la cantidad de acetaldehído formado enzimáticamente es proporcional a la cantidad de etanol presente originalmente. Por tanto, la corriente producida en el electrodo de trabajo durante la oxidación del acetaldehído por la xantina oxidasa puede ser proporcional a la cantidad de acetaldehído presente y, por extensión, a la cantidad de etanol. La correlación de la corriente del electrodo de trabajo con la concentración de etanol puede tener lugar mediante referencia a una tabla de consulta de corrientes a concentraciones de etanol conocidas o utilizando una curva de calibración, cuyos conceptos se describen con más detalle más arriba en el presente documento.

[0084] De manera similar, la corriente producida en el electrodo de trabajo al analizar cetonas puede ser proporcional a la cantidad de p-hidroxibutirato que se oxida para formar acetoacetona (Figuras 5B-5DJ. Por lo tanto , la correlación de la corriente en el electrodo de trabajo puede tener lugar de una manera similar a la proporcionada anteriormente para el etanol (por ejemplo, utilizando una curva de calibración o una tabla de consulta).

[0085] En consecuencia, en realizaciones más específicas, la presente divulgación da a conocer sensores de alcohol basados en una reacción enzimática concertada de la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa. Más específicamente, los sensores de alcohol pueden comprender una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo, y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, en donde dicha al menos un área activa comprende la alcohol oxidasa, la xantina oxidasa, la catalasa, un polímero y un agente de transferencia de electrones. El agente de transferencia de electrones y la xantina oxidasa pueden estar unidos covalentemente al polímero, y la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero, de acuerdo con realizaciones particulares. La alcohol oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta para generar una señal en el electrodo de trabajo que es proporcional a una concentración de alcohol. Más específicamente, la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa están ambas dispuestas directamente sobre el electrodo de trabajo para realizar lo anterior.

[0086] Según realizaciones más específicas, la catalasa en dicha al menos un área activa de los sensores de alcohol no está unida covalentemente al polímero. La catalasa puede estar presente en una cantidad que varía de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 50 % en peso del polímero, más particularmente de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 10 % en peso del polímero, o de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 5 % en peso del polímero.

[0087] Por tanto, la presente divulgación también proporciona procedimientos de detección basados en una reacción enzimática concertada, en la que un par de enzimas concertadas se disponen directamente sobre la superficie de un electrodo de trabajo. De acuerdo con diversas realizaciones, los procedimientos de detección pueden comprender: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende un analito, comprendiendo el sensor de analitos una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo dicha al menos un área activa una primera enzima, una segunda enzima y un polímero. La primera enzima y la segunda enzima son capaces de interactuar de forma conjunta, estando la segunda enzima unida covalentemente al polímero y no siendo reactiva con el analito. Los procedimientos incluyen además: hacer reaccionar el analito con la primera enzima para formar un primer producto; hacer reaccionar el primer producto con la segunda enzima para formar un segundo producto para generar una señal en el electrodo de trabajo; y correlacionar la señal con una concentración del analito en el fluido.

[0088] Según realizaciones más específicas, un agente de transferencia de electrones también puede estar unido covalentemente al polímero cuando se llevan a cabo los procedimientos anteriores. Los agentes de transferencia de electrones adecuados se describen con más detalle anteriormente. En algunas u otras realizaciones, la primera enzima no está unida covalentemente al polímero en dicha al menos un área activa, particularmente cuando está presente un agente de transferencia de electrones unido covalentemente.

[0089] En realizaciones más específicas, los procedimientos de detección de etanol de la presente divulgación pueden comprender: exponer un sensor de analitos a un fluido, particularmente un fluido biológico, que comprende etanol, comprendiendo el sensor de analitos una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo y que comprende alcohol oxidasa, xantina oxidasa, catalasa, un polímero y un agente de transferencia de electrones. El agente de transferencia de electrones y la xantina oxidasa están unidos covalentemente al polímero, y la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero. La alcohol oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta. Los procedimientos comprenden además: hacer reaccionar el etanol con la alcohol oxidasa para formar acetaldehído; hacer reaccionar el acetaldehído con la xantina oxidasa para formar ácido acético para generar una señal en el electrodo de trabajo; y correlacionar la señal con una concentración del etanol en el fluido. Según algunas realizaciones, el fluido puede ser un fluido biológico y el sensor de analito puede estar expuesto al fluido biológicoin vivo.

[0090] Aunque dos enzimas diferentes en una única área activa de un sensor de analitos pueden interactuar de forma conjunta entre sí para determinar una concentración de analito, se debe entender que las enzimas también pueden funcionar independientemente una de otra para detectar analitos alternativos en otras realizaciones. Por ejemplo, en el caso de la xantina oxidasa como la segunda enzima en los sensores de analitos descritos anteriormente, en lugar de utilizar el sensor de analitos para detectar etanol, el sensor de analitos puede utilizarse alternativamente para detectar cualquiera de la amplia gama de sustratos compatibles con la xantina oxidasa. Los sustratos alternativos para la xantina oxidasa pueden incluir, por ejemplo, hipoxantina, xantina, ácido úrico, purinas, pterinas y compuestos similares. Cuando los sensores de analitos se utilizan de esta manera, la alcohol oxidasa puede permanecer sin utilizar si no hay alcohol presente, y/o inactivarse mediante acetaldehído/peróxido de hidrógeno, si estas especies no son eliminadas por la xantina oxidasa u otra especie. Por lo tanto, los sensores que contienen enzimas concertadas también pueden considerarse capaces de detectar múltiples analitos, un analito del par de enzimas concertadas y al menos un segundo analito de uno de los miembros del par de enzimas concertadas que actúa de forma independiente. El hecho de que dichos sensores analicen un único analito o múltiples analitos puede determinarse en función del entorno al que esté expuesto el sensor.

[0091] Tal como se mencionó anteriormente, múltiples enzimas dispuestas en áreas activas separadas también pueden interactuar de forma conjunta para promover la detección de un único analito. En algunos casos, las múltiples enzimas pueden estar ubicadas directamente sobre la superficie de un electrodo de trabajo, tal como se explicó con más detalle anteriormente. En configuraciones de sensor de analitos alternativas que contienen múltiples enzimas en áreas activas separadas, una de las áreas activas puede estar aislada del electrodo de trabajo de modo que la transferencia de electrones al electrodo de trabajo tenga lugar únicamente desde una de las áreas activas. A saber, tal como se explicó con más detalle a continuación, el área activa aislada del electrodo de trabajo puede promover una reacción enzimática de un analito de interés para producir un producto de reacción (sustrato) que es en sí mismo reactivo con la enzima en un área activa en contacto directo con el electrodo de trabajo. Una señal asociada con la reacción enzimática que tiene lugar en el área activa en contacto directo con el electrodo de trabajo proporciona entonces una base para detectar el analito. La correlación de la señal con la concentración de analito puede lograrse de una manera similar a la descrita con más detalle anteriormente.

[0092] Más específicamente, la Figura 5E muestra el ciclo de reacción enzimática concertada asociado con la detección de etanol utilizando glucosa oxidasa y xantina oxidasa, mediada además por catalasa, cuando solo la xantina oxidasa o la xantina oxidasa y catalasa se disponen sobre la superficie de un electrodo de trabajo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación. El ciclo de reacción enzimática concertada que se muestra en la Figura 5E depende de que la glucosa y el etanol estén presentes conjuntamente en un fluido durante el análisis, tal como se explica a continuación. Dado que la glucosa es un nutriente biológico ubicuo, se encuentra frecuentemente presente conjuntamente con otros analitos al analizar un fluido biológico. Sin embargo, si un fluido particular que se está analizando presenta deficiencia de glucosa, ciertas realizaciones de la presente divulgación pueden presentar la adición de glucosa al fluido para promover la detección de etanol u otro alcohol utilizando la reacción enzimática concertada de la glucosa oxidasa y la xantina oxidasa.

[0093] Antes de seguir discutiendo la reacción enzimática concertada representada en la Figura 5E, primero se describirán con más detalle las configuraciones ilustrativas de sensores de analitos que presentan al menos un área activa aislada de un electrodo de trabajo. Tal como se mencionó anteriormente, las configuraciones de sensores de analitos que se muestran en las Figuras 2A-4 cuentan todas ellas con uno o más electrodos de trabajo que tienen una o más áreas activas dispuestas directamente sobre una superficie de cada electrodo de trabajo. Por el contrario, las Figuras 6A, 6B y 6C muestran diagramas de un electrodo de trabajo en el que una primera área activa está dispuesta directamente sobre una superficie del electrodo de trabajo y una segunda área activa está separada (espaciada o alejada) del electrodo de trabajo por una membrana. Las configuraciones de electrodos de trabajo que se muestran en las Figuras 6A, 6B y 6C pueden sustituirse por cualquiera de las configuraciones de electrodos de trabajo particulares que se muestran en las Figuras 2A-4. Es decir, las configuraciones de electrodos de trabajo representadas en las Figuras 6A, 6B y 6C pueden combinarse de cualquier manera adecuada con un contraelectrodo y/o un electrodo de referencia, membrana, sustratos y estructuras similares en un sensor de analitos.

[0094] Tal como se muestra en la Figura 6A, el electrodo de trabajo 400 tiene un área activa 402 dispuesta directamente sobre una superficie del mismo. El área activa 402 comprende una primera enzima unida covalentemente a un primer polímero. Normalmente, un agente de transferencia de electrones también está presente en el área activa 402, estando el agente de transferencia de electrones también unido covalentemente al polímero. El área activa 402 está recubierta con una membrana 404. La membrana 404 también puede recubrir la superficie del electrodo de trabajo 400, tal como se muestra, así como otras partes de un sensor de analitos en el que está presente el electrodo de trabajo 400. La membrana 404 aísla el área activa 406 del electrodo de trabajo 400, de modo que se impide el intercambio de electrones entre los dos. El área activa 406 comprende una segunda enzima unida covalentemente a un segundo polímero, pero sin que esté presente un agente de transferencia de electrones separado. Aunque la Figura 6A muestra el área activa 406 dispuesta directamente sobre el área activa 402, se debe entender que pueden estar espaciadas lateralmente entre sí en configuraciones alternativas también compatibles con la presente divulgación. La membrana 408 recubre el área activa 406 y, opcionalmente, otros componentes del sensor, para proporcionar propiedades de limitación del transporte de masa. De manera similar, tal como se muestra en la Figura 6B, la membrana 404 no necesita necesariamente extenderse la misma distancia lateral que la membrana 408 sobre el electrodo de trabajo 400. De hecho, la membrana 404 en la Figura 6B recubre el área activa 402, pero solo una parte de la superficie del electrodo de trabajo 400, con la membrana 408 recubriendo el área activa 406, la superficie de la membrana 404 y el resto de la superficie del electrodo de trabajo 400 no recubiertos por la membrana 404. Las áreas activas 402 y 406 también pueden estar desplazadas lateralmente una de otra en algunas realizaciones, tal como se muestra en la Figura 6C, donde el área activa 406 está nuevamente aislada del electrodo de trabajo 400 por la membrana 404.

[0095] La membrana 408 es permeable a un analito y a cualquier componente adicional necesario para promover una reacción enzimática en el área activa 406. La membrana 404, por el contrario, es permeable a un producto formado en el área activa 406. Es decir, un analito reacciona en el área activa 406 para formar un primer producto, que a continuación se difunde a través de la membrana 404 y posteriormente reacciona adicionalmente en el área activa 402 para formar un segundo producto o productos. El segundo producto es posteriormente detectable en función del intercambio de electrones con el electrodo de trabajo 400.

[0096] Opcionalmente, el espaciado 410 puede extenderse entre las áreas activas 402 y 406 si se desea la detección de glucosa.

[0097] En un sensor de alcohol que presenta detección basada en una reacción enzimática concertada de glucosa oxidasa y xantina oxidasa, la glucosa oxidasa está presente en el área activa 406 y la xantina oxidasa está presente en el área activa 402. Volviendo a hacer referencia a la Figura 5E, con referencia continua a las Figuras 6A, 6B y 6C, la glucosa oxidasa está presente en el área activa 406 y convierte la glucosa exógena en D-gluconolactona-1,5-diona y peróxido de hidrógeno. A diferencia de los sensores de alcohol que presentan una detección basada en una reacción enzimática concertada entre la alcohol oxidasa y el óxido de xantina (Figura 5A), la catalasa juega un papel más activo en la reacción enzimática concertada representada en la Figura 5E. A saber, la catalasa reacciona con el peróxido de hidrógeno para formar un complejo catalasa-peróxido de hidrógeno (la misma función de limpieza de peróxido exhibida por la catalasa en la reacción enzimática concertada de la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa), y el complejo reacciona posteriormente con etanol para formar acetaldehído. El acetaldehído formado en el área activa 406 al reaccionar el etanol con el complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno se difunde a través de la membrana 404, que separa el área activa 406 del área activa 402. Alternativamente, la catalasa puede estar presente en el área activa 402, en cuyo caso el peróxido de hidrógeno formado en el área activa 406 puede difundirse a través de la membrana 404 hacia el área activa 402, formar el complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno en el área activa 402 y oxidar el etanol a acetaldehído en el área activa 402. Una vez que se ha formado el acetaldehído en el área activa 402, la reacción enzimática concertada puede continuar tal como se muestra en la Figura 5E. La membrana 404 puede comprender polivinilpiridina reticulada, que es permeable al acetaldehído. El acetaldehído reacciona entonces con la xantina oxidasa en el área activa 402 para formar ácido acético de una manera similar a la descrita anteriormente para la Figura 5A.

[0098] Por consiguiente, los sensores de alcohol de la presente divulgación pueden comprender: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo; una primera área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo la primera área activa xantina oxidasa, catalasa, un primer polímero y un agente de transferencia de electrones; en os que la xantina oxidasa y el agente de transferencia de electrones están unidos covalentemente al primer polímero; una primera membrana que recubre la primera área activa, comprendiendo la primera membrana un primer polímero de membrana y siendo permeable al acetaldehído; una segunda área activa dispuesta sobre la primera membrana, comprendiendo la segunda área activa glucosa oxidasa, catalasa y un segundo polímero; en los que la glucosa oxidasa está unida covalentemente al segundo polímero; y una segunda membrana que recubre la segunda área activa, comprendiendo la segunda membrana un segundo polímero de membrana y siendo permeable a la glucosa y al alcohol; en los que la glucosa oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta para generar una señal en el electrodo de trabajo proporcional a una concentración de alcohol. El alcohol puede ser etanol en realizaciones más específicas.

[0099] El primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana pueden diferir entre sí, según algunas realizaciones. El primer polímero de membrana puede ser polivinilpiridina reticulada, según algunas realizaciones. La polivinilpiridina reticulada es fácilmente permeable al acetaldehído en las realizaciones de la presente divulgación. El segundo polímero de membrana puede ser un polímero de polivinilpiridina-co-estireno reticulado, en el que una parte de los átomos de nitrógeno de piridina se funcionalizaron con una cola de poli(etilenglicol) no reticulada y una parte de los átomos de nitrógeno de piridina se funcionalizaron con un grupo de ácido alquilsulfónico. Dichos segundos polímeros de membrana son fácilmente permeables tanto a la glucosa como al etanol.

[0100] Según algunas realizaciones, la catalasa no está unida covalentemente al primer polímero o al segundo polímero en la primera área activa o la segunda área activa. La catalasa puede estar físicamente restringida dentro de la primera área activa y la segunda área activa por cualquiera del primer polímero, el segundo polímero, el primer polímero de membrana o el segundo polímero de membrana.

[0101] De manera similar, los procedimientos para analizar etanol u otro alcohol utilizando los sensores de analitos anteriores que comprenden glucosa oxidasa y xantina oxidasa que interactúan de forma conjunta pueden comprender: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende etanol y glucosa; oxidar la glucosa con la glucosa oxidasa para generar peróxido de hidrógeno; formar un complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno; oxidar el alcohol con el complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno para formar acetaldehído; hacer reaccionar el acetaldehído con la xantina oxidasa para formar ácido acético para generar una señal en el electrodo de trabajo; y correlacionar la señal con una concentración del alcohol en el fluido. El fluido puede comprender un fluido biológico, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación. La correlación de la señal con la concentración de alcohol en el fluido puede tener lugar utilizando cualquier técnica de correlación adecuada descrita con más detalle anteriormente.

[0102] En aún otras realizaciones de la presente divulgación, se pueden disponer múltiples enzimas dentro de las áreas activas de electrodos de trabajo separados. Por tanto, las señales asociadas con la reacción enzimática que tiene lugar dentro de cada área activa se pueden medir por separado interrogando cada electrodo de trabajo al mismo tiempo o en diferentes momentos. La señal asociada con cada área activa se puede correlacionar entonces con la concentración de analitos separados.

[0103] Tal como se ha comentado anteriormente, una membrana (es decir, una membrana limitante del transporte de masa) puede recubrir una o más de las áreas activas en un sensor de analito con el fin de aumentar la biocompatibilidad y alterar el flujo de analito a las áreas activas. Dichas membranas pueden estar presentes en cualquiera de los sensores de analitos descritos en el presente documento. Debido a que diferentes analitos pueden exhibir valores de permeabilidad variables dentro de una membrana determinada, un sensor de analitos configurado para analizar múltiples analitos puede exhibir sensibilidades diferentes para cada analito. Un enfoque para abordar diferentes valores de sensibilidad puede implicar la utilización de diferentes grosores de membrana sobre cada área activa. Aunque es factible, este enfoque puede ser difícil de poner en práctica desde un punto de vista de fabricación. A saber, puede ser difícil variar el grosor de la membrana en diferentes ubicaciones utilizando técnicas de recubrimiento por inmersión típicas que se utilizan para la deposición de membrana. Otro enfoque posible es utilizar áreas activas con diferentes tamaños para cada analito.

[0104] Los sensores de analitos que tienen áreas activas configuradas para analizar diferentes analitos sobre electrodos de trabajo separados pueden abordar el problema anterior asociado con la sensibilidad de analito diferente. A saber, la divulgación a continuación proporciona varias formas en las que la permeabilidad de la membrana puede alterarse sobre cada electrodo de trabajo para nivelar la permeabilidad de la membrana del analito en cada ubicación. Es decir, la divulgación en este documento permite que la permeabilidad y la sensibilidad del analito en cada electrodo de trabajo se varíen de forma independiente. De acuerdo con la divulgación en este documento, las membranas limitantes del transporte de masa que comprenden dos o más polímeros de membrana diferentes pueden proporcionar una permeabilidad del analito más nivelada en cada electrodo de trabajo. Las configuraciones de membrana particulares que pueden ser adecuadas para nivelar la permeabilidad del analito sobre uno o más de los electrodos de trabajo incluyen membranas bicapa y membranas mixtas, comprendiendo cada una de las cuales dos o más polímeros de membrana diferentes. Sorprendentemente, las membranas bicapa y las membranas mixtas que comprenden un polímero de membrana que individualmente no es adecuado para promover la permeabilidad de un analito determinado pueden proporcionar un rendimiento satisfactorio cuando se ubican en una membrana bicapa o membrana mixta, tal como se analiza a continuación. Este enfoque puede resultar ventajoso en comparación con la variación del tamaño de las áreas activas sobre cada electrodo de trabajo para proporcionar valores de sensibilidad comparables para cada analito.

[0105] Por consiguiente, en algunas realizaciones, los sensores de analitos que presentan dos o más enzimas dispuestas sobre electrodos de trabajo separados pueden comprender: una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo y un segundo electrodo de trabajo, una primera área activa ubicada sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, una segunda área activa ubicada sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo, una membrana multicomponente que recubre la primera área activa y una membrana homogénea que recubre la segunda área activa. La primera área activa comprende un primer polímero y una primera enzima sensible al analito que es reactiva con un primer analito, y la segunda área activa comprende un segundo polímero y una segunda enzima sensible al analito que es reactiva con un segundo analito. La primera enzima sensible al analito y la segunda enzima sensible al analito son diferentes y son reactivas con diferentes analitos. La membrana multicomponente comprende al menos un primer polímero de membrana y un segundo polímero de membrana que difieren entre sí. La membrana homogénea comprende uno del primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana.

[0106] Las configuraciones particulares de las membranas multicomponentes descritas anteriormente pueden comprender una membrana bicapa en algunas realizaciones o una mezcla de los polímeros de membrana en otras realizaciones. Sorprendentemente, las membranas bicapa y las membranas mezcladas pueden funcionar para nivelar la permeabilidad del analito, tal como se explica con más detalle a continuación.

[0107] Los sensores de analito de la presente divulgación que tienen dos áreas activas diferentes ubicadas sobre electrodos de trabajo separados pueden emplear una configuración de sensor similar a la descrita anteriormente en la Figura 3 o una variante de la misma. Por ejemplo, en algunas realizaciones, un contraelectrodo/electrodo de referencia puede reemplazar electrodos de referencia y contraelectrodos separados en un sensor de analitos que contiene dos o más electrodos de trabajo. De manera similar, la configuración y disposición de las capas dentro de los sensores de analitos que tienen dos áreas activas diferentes ubicadas sobre electrodos de trabajo separados pueden diferir de lo que se muestra en la Figura 3. A continuación se proporcionan más detalles sobre la disposición de la membrana sobre cada área activa en referencia a la Figura 7.

[0108] Según realizaciones más específicas de la presente divulgación, los sensores de analitos que tienen múltiples electrodos de trabajo pueden comprender áreas activas en las que un agente de transferencia de electrones está unido covalentemente al polímero en cada área activa. En algunas u otras realizaciones, dichos sensores de analitos pueden presentar la primera enzima sensible al analito unida covalentemente al polímero en la primera área activa y la segunda enzima sensible al analito unida covalentemente al polímero en la segunda área activa. Nuevamente, en realizaciones particulares, la primera enzima sensible al analito puede ser una enzima sensible a la glucosa, tal como la glucosa oxidasa, y la segunda enzima sensible al analito puede ser una enzima sensible al lactato, tal como la lactato oxidasa.

[0109] En aún otras realizaciones más específicas, los sensores de analitos que tienen múltiples electrodos de trabajo pueden comprender una cola de sensor configurada para su inserción en un tejido.

[0110] En algunas realizaciones, una membrana bicapa puede recubrir la primera área activa sobre uno de los electrodos de trabajo. La membrana bicapa comprende un primer polímero de membrana y un segundo polímero de membrana que están dispuestos en capas uno sobre el otro sobre el área activa. En realizaciones más específicas, el primer polímero de membrana puede estar dispuesto directamente sobre el área activa de un primer electrodo de trabajo, y el segundo polímero de membrana puede estar dispuesto sobre el primer polímero de membrana para definir la membrana bicapa. En dichas realizaciones, el segundo polímero de membrana está presente en la membrana homogénea ubicada sobre el segundo electrodo de trabajo. Dichas configuraciones bicapa pueden prepararse, en algunas realizaciones, recubriendo el primer polímero de membrana solo sobre el primer electrodo de trabajo (por ejemplo, mediante recubrimiento por pulverización, pintura, impresión por inyección de tinta, recubrimiento con rodillo o similar) y a continuación recubriendo el segundo polímero de membrana sobre ambos electrodos de trabajo al mismo tiempo (por ejemplo, mediante recubrimiento por inmersión o una técnica similar). En otras realizaciones, la membrana bicapa puede estar configurada comoseindicó anteriormente, con el primer polímero de membrana ubicado sobre el segundo electrodo de trabajo.

[0111] La Figura 7 muestra un esquema ilustrativo de una parte de un sensor de analitos que tiene dos electrodos de trabajo y que presenta una membrana bicapa que recubre uno de los dos electrodos de trabajo, que es compatible para su uso en algunas realizaciones de la presente divulgación. Tal como se muestra en la Figura 7, el sensor de analitos presenta una cola de sensor 600 que tiene electrodos de trabajo 614a y 614b dispuestos en caras opuestas del sustrato 612. El área activa 618a está dispuesta sobre el electrodo de trabajo 614a, y el área activa 618b está dispuesta sobre el electrodo de trabajo 614b. Las áreas activas 618a y 618b contienen diferentes enzimas sensibles a analitos y están configuradas para analizar diferentes analitos, de acuerdo con la divulgación en este documento. Aunque la Figura 7 ha demostrado que las áreas activas 618a y 618b están dispuestas generalmente opuestas entre sí con respecto al sustrato 612, se debe entender que las áreas activas 618a y 618b pueden estar espaciadas lateralmente (desplazadas) una de otra sobre caras opuestas del sustrato 612. Las configuraciones espaciadas lateralmente para las áreas activas 618a y 618b pueden ser particularmente ventajosas para recubrir cada una de las áreas activas 618a y 618b con membranas limitantes del transporte de masa, tal como se analiza a continuación.

[0112] Tal como se muestra además en la Figura 7, el área activa 618a está recubierta con una capa de membrana 620. La capa de membrana 620 es una membrana homogénea que comprende un único polímero de membrana. El área activa 618b está recubierta con una membrana bicapa 621, que comprende una capa de membrana 621a en contacto directo con el área activa 618b y una capa de membrana 621b superpuesta a la capa de membrana 621a. Las capas de membrana 621a y 621b comprenden diferentes polímeros de membrana. Tal como se describió anteriormente, en realizaciones particulares, la capa de membrana 620 y la capa de membrana 621b pueden comprender el mismo polímero de membrana.

[0113] Los sensores de analitos que tienen múltiples áreas activas sobre electrodos de trabajo separados, en los que una de las áreas activas está recubierta con una membrana bicapa, pueden mostrar una permeabilidad de analito nivelada o independientemente variable, de acuerdo con una o más realizaciones. Es decir, los sensores de analitos pueden tener sensibilidades para dos analitos diferentes que están más cerca uno del otro que si la membrana bicapa no estuviera presente. En tales configuraciones de sensor de analitos, el área activa recubierta con la membrana homogénea (por ejemplo, la capa de membrana 620 en la Figura 7), puede exhibir permeabilidad de analito para un primer analito que es característico de su polímero de membrana particular. Sorprendentemente, una membrana bicapa (por ejemplo, membrana bicapa 621 en la Figura 7) puede contener un polímero de membrana que no afecte negativamente a la permeabilidad de un segundo analito (es decir, un polímero de membrana que tenga una influencia de permeabilidad neutra), lo que permite que el otro polímero de membrana que comprende la membrana bicapa exhiba su permeabilidad característica para el segundo analito como si el primer polímero de membrana no estuviera presente. Por lo tanto, de acuerdo con diversas realizaciones, el polímero de membrana que tiene una influencia de permeabilidad neutra y el polímero de membrana que comprende la membrana homogénea pueden constituir el mismo polímero.

[0114] En algunas u otras realizaciones específicas, el polímero de membrana que tiene influencia de permeabilidad neutra puede comprender la capa interna de la membrana bicapa. Por lo tanto, de acuerdo con dichas realizaciones, la capa interna de la membrana bicapa y la membrana homogénea pueden constituir el mismo polímero de membrana. En otras realizaciones específicas, la capa externa de la membrana bicapa y la membrana homogénea pueden constituir el mismo polímero de membrana.

[0115] En realizaciones particulares, la primera área activa puede comprender una enzima sensible a la glucosa, tal como la glucosa oxidasa, y la segunda área activa puede comprender una enzima sensible al lactato, tal como la lactato oxidasa. Por lo tanto, de acuerdo con dichas realizaciones, la primera área activa que contiene la enzima sensible a la glucosa puede estar recubierta con la membrana bicapa, y la segunda área activa que contiene la enzima sensible al lactato puede estar recubierta con la membrana homogénea (polímero de membrana de un solo componente). En realizaciones aún más específicas, la segunda área activa puede comprender un polímero, una albúmina y una enzima sensible al lactato unida covalentemente al polímero. En realizaciones aún más específicas, la membrana homogénea que recubre la segunda área activa puede comprender al menos un homopolímero o copolímero de polivinilpiridina reticulado, y la membrana bicapa que recubre la primera área activa también puede comprender el homopolímero o copolímero de polivinilpiridina.

[0116] En otras realizaciones de la presente divulgación, la membrana multicomponente puede comprender una mezcla (mezcla homogénea) del primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana. Dichas configuraciones de sensor de analitos pueden ser similares en apariencia a las que se muestran en la Figura 7, excepto por el reemplazo de la membrana bicapa 621 por una membrana mezclada que comprende los dos polímeros de membrana diferentes en una mezcla homogénea. Al igual que con los sensores de analitos que comprenden una membrana bicapa dispuesta sobre una de las áreas activas, una membrana homogénea que comprende uno del primer polímero de membrana o el segundo polímero de membrana de la membrana mezclada puede recubrir la otra área activa sobre el segundo electrodo de trabajo.

[0117] De manera similar a una membrana bicapa, una membrana mezclada que contiene un polímero de membrana que influye de manera neutra en la permeabilidad de un segundo analito puede permitir que la membrana mezclada exhiba permeabilidad para el segundo analito que es en gran medida característica del otro polímero de membrana en la mezcla. Por lo tanto, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación, el polímero de membrana de la membrana homogénea y uno de los polímeros de membrana de la membrana mezclada pueden elegirse de manera que la permeabilidad del segundo analito a través de la membrana mezclada no se altere sustancialmente por el polímero de membrana. En realizaciones particulares, la primera área activa puede comprender una enzima sensible a la glucosa, tal como la glucosa oxidasa, y la segunda área activa puede comprender una enzima sensible al lactato, tal como la lactato oxidasa. Por lo tanto, de acuerdo con dichas realizaciones, la primera área activa que contiene la enzima sensible a la glucosa puede estar recubierta con la membrana mezclada, y la segunda área activa que contiene la enzima sensible al lactato puede estar recubierta con la membrana homogénea (polímero de membrana de un solo componente). En realizaciones aún más específicas, la segunda área activa puede comprender un polímero, una albúmina y una enzima sensible al lactato unida covalentemente al polímero. En realizaciones aún más específicas, la membrana homogénea que recubre la segunda área activa puede comprender al menos un homopolímero o copolímero de polivinilpiridina reticulado, y la membrana mezclada que recubre la primera área activa también puede comprender el homopolímero o copolímero de polivinilpiridina.

[0118] Tal como se mencionó anteriormente, las membranas bicapa y las membranas mezcladas pueden nivelar la permeabilidad del analito en sensores de analitos de la presente divulgación, en donde dos o más áreas activas están separadas espacialmente entre sí y pueden recubrirse con diferentes membranas limitantes del transporte de masa. Específicamente, las membranas bicapa y las membranas mezcladas de la presente divulgación pueden nivelar la permeabilidad del analito en sensores de analitos que tienen electrodos de trabajo separados y comprenden dos o más áreas activas con diferentes enzimas, con al menos un área activa ubicada en cada electrodo de trabajo. Por lo tanto, dichas membranas pueden permitir ventajosamente que la sensibilidad del sensor varíe de forma independiente para cada analito. El grosor de la membrana y/o la proporción relativa del primer polímero de membrana con respecto al segundo polímero de membrana representan otros parámetros que pueden variarse para ajustar la permeabilidad característica de los analitos en cada electrodo de trabajo.

[0119] Por consiguiente, los procedimientos para utilizar un sensor de analitos que contiene dos electrodos de trabajo pueden comprender exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende al menos un analito. El sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo y un segundo electrodo de trabajo. Una primera área activa está dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, y una segunda área activa está dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo. La primera área activa comprende un primer polímero y una primera enzima sensible al analito reactiva con un primer analito, y la segunda área activa comprende un segundo polímero y una segunda enzima sensible al analito reactiva con un segundo analito. La primera enzima sensible al analito y la segunda enzima sensible al analito son diferentes. Una membrana multicomponente recubre la primera área activa, y una membrana homogénea recubre la segunda área activa. La membrana multicomponente comprende al menos un primer polímero de membrana y un segundo polímero de membrana que difieren entre sí, y la membrana homogénea comprende uno del primer polímero de membrana o del segundo polímero de membrana. Los procedimientos incluyen además obtener una primera señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción de la primera área activa, obtener una segunda señal en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa, y correlacionar la primera señal con la concentración del primer analito en el fluido y la segunda señal con la concentración del segundo analito en el fluido. La primera señal es proporcional a la concentración del primer analito en el fluido, y la segunda señal es proporcional a la concentración del segundo analito en el fluido.

[0120] Según realizaciones más específicas, la primera señal y la segunda señal pueden medirse en momentos diferentes. Por lo tanto, en dichas realizaciones, se puede aplicar un potencial de manera alternada al primer electrodo de trabajo y al segundo electrodo de trabajo. En otras realizaciones, la primera señal y la segunda señal pueden medirse simultáneamente a través de un primer canal y un segundo canal, en cuyo caso se puede aplicar un potencial a ambos electrodos al mismo tiempo.

[0121] Las realizaciones descritas en este documento incluyen:

A. Sensores de analitos que contienen dos áreas activas con diferentes enzimas sensibles a analitos. Los sensores de analitos comprenden: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo; y al menos dos áreas activas dispuestas sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo cada área activa una enzima sensible al analito y un polímero, en los que la enzima sensible al analito en cada área activa es diferente; y en los que cada área activa tiene un potencial de oxidación-reducción, y el potencial de oxidación-reducción de una primera área activa está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción de una segunda área activa para permitir la producción de una señal de la primera área activa independientemente de la producción de una señal de la segunda área activa.

B. Procedimientos para analizar dos o más analitos utilizando una primera área activa y una segunda área activa que contienen diferentes enzimas sensibles al analito. Los procedimientos comprenden: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende al menos un analito; en los que el sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo y al menos dos áreas activas dispuestas sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo cada área activa una enzima sensible al analito y un polímero; en los que la enzima sensible al analito en cada área activa es diferente; y en los que cada área activa tiene un potencial de oxidación-reducción, y el potencial de oxidación-reducción de una primera área activa está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción de una segunda área activa para permitir la producción de una señal de la primera área activa independientemente de la producción de una señal de la segunda área activa; obtener una primera señal en o por encima del potencial de oxidación-reducción de la primera área activa, siendo la primera señal proporcional a una concentración de un primer analito; obtener una segunda señal en o por encima del potencial de oxidaciónreducción de la segunda área activa, siendo la segunda señal una señal compuesta que comprende una contribución de señal de la primera área activa y una contribución de señal de la segunda área activa; y restar la primera señal de la segunda señal para obtener una señal de diferencia, siendo la señal de diferencia proporcional a una concentración del segundo analito.

C. Sensores de analitos que contienen dos o más enzimas que son capaces de interactuar de forma conjunta entre sí. Los sensores de analitos comprenden: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo; y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo dicha al menos un área activa una primera enzima, una segunda enzima y un polímero, siendo la primera enzima y la segunda enzima capaces de interactuar de forma conjunta; en los que la primera enzima es capaz de convertir un analito en un primer producto, y la segunda enzima es capaz de convertir el primer producto en un segundo producto para generar una señal en el electrodo de trabajo; y en los que la segunda enzima está unida covalentemente al polímero y no es reactiva con el analito.

D. Procedimientos para analizar un analito utilizando dos o más enzimas que son capaces de interactuar de forma conjunta entre sí. Los procedimientos comprenden: exponer un sensor de analito a un fluido que comprende un analito; en los que el sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo dicha al menos un área activa una primera enzima, una segunda enzima y un polímero; en los que la primera enzima y la segunda enzima son capaces de interactuar de forma conjunta, y la segunda enzima está unida covalentemente al polímero y no es reactiva con el analito; hacer reaccionar el analito con la primera enzima para formar un primer producto; hacer reaccionar el primer producto con la segunda enzima para formar un segundo producto para generar una señal en el electrodo de trabajo; y correlacionar la señal con una concentración del analito en el fluido.

E. Sensores de alcohol. Los sensores de alcohol comprenden: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo; y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo dicha al menos una área activa alcohol oxidasa, xantina oxidasa, catalasa, un polímero y un agente de transferencia de electrones; en los que el agente de transferencia de electrones y la xantina oxidasa están unidos covalentemente al polímero, y la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero; y en los que la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta para generar una señal en el electrodo de trabajo proporcional a una concentración de alcohol.

F. Procedimientos para detectar un alcohol. Los procedimientos comprenden: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende etanol; en los que el sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo y al menos un área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo dicha al menos un área activa alcohol oxidasa, xantina oxidasa, catalasa, un polímero y un agente de transferencia de electrones; en los que el agente de transferencia de electrones y la xantina oxidasa están unidos covalentemente al polímero, y la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero; y en los que la alcohol oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta; hacer reaccionar el etanol con la alcohol oxidasa para formar acetaldehído; hacer reaccionar el acetaldehído con la xantina oxidasa para formar ácido acético para generar una señal en el electrodo de trabajo; y correlacionar la señal con una concentración del etanol en el fluido.

G. Sensores de analitos que comprenden dos o más electrodos de trabajo que están recubiertos con diferentes membranas limitantes del transporte de masa. Los sensores de analitos comprenden: una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo y un segundo electrodo de trabajo; una primera área activa dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, comprendiendo la primera área activa un primer polímero y una primera enzima sensible al analito reactiva con un primer analito; una segunda área activa dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo, comprendiendo la segunda área activa un segundo polímero y una segunda enzima sensible al analito reactiva con un segundo analito; en los que la primera enzima sensible al analito y la segunda enzima sensible al analito son diferentes; una membrana multicomponente que recubre la primera área activa, comprendiendo la membrana multicomponente al menos un primer polímero de membrana y un segundo polímero de membrana que difieren entre sí; y una membrana homogénea que recubre la segunda área activa y que difiere en composición de la membrana multicomponente, comprendiendo la membrana homogénea uno del primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana.

H. Procedimientos para analizar dos o más analitos utilizando dos electrodos de trabajo recubiertos con diferentes membranas limitantes de transporte de masa. Los procedimientos comprenden: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende al menos un analito; en los que el sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo y un segundo electrodo de trabajo; en los que una primera área activa está dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, comprendiendo la primera área activa un primer polímero y una primera enzima sensible al analito reactiva con un primer analito, y una segunda área activa está dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo, comprendiendo la segunda área activa un segundo polímero y una segunda enzima sensible al analito reactiva con un segundo analito; en los que la primera enzima sensible al analito y la segunda enzima sensible al analito son diferentes; y en los que una membrana multicomponente recubre la primera área activa y una membrana homogénea recubre la segunda área activa, comprendiendo la membrana multicomponente al menos un primer polímero de membrana y un segundo polímero de membrana que difieren entre sí, y comprendiendo la membrana homogénea uno del primer polímero de membrana o el segundo polímero de membrana y difiriendo en composición de la membrana multicomponente; obtener una primera señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción de la primera área activa, siendo la primera señal proporcional a una concentración de un primer analito en el fluido; obtener una segunda señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa, siendo la segunda señal proporcional a una concentración del segundo analito en el fluido; y correlacionar la primera señal con la concentración del primer analito en el fluido y la segunda señal con la concentración del segundo analito en el fluido.

I. Sensores de alcohol que comprenden glucosa oxidasa y xantina oxidasa que interactúan de forma conjunta. Los sensores de alcohol comprenden: una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo; una primera área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo la primera área activa xantina oxidasa, catalasa, un primer polímero y un agente de transferencia de electrones; en los que la xantina oxidasa y el agente de transferencia de electrones están unidos covalentemente al primer polímero; una primera membrana que recubre la primera área activa, comprendiendo la primera membrana un primer polímero de membrana y siendo permeable al acetaldehído; una segunda área activa dispuesta sobre la primera membrana, comprendiendo la segunda área activa glucosa oxidasa, catalasa y un segundo polímero; en los que la glucosa oxidasa está unida covalentemente al segundo polímero; y una segunda membrana que recubre la segunda área activa, comprendiendo la segunda membrana un segundo polímero de membrana y siendo permeable a la glucosa y al alcohol; en los que la glucosa oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta para generar una señal en el electrodo de trabajo proporcional a una concentración de alcohol.

J. Procedimientos para detectar un alcohol utilizando una interacción concertada entre la glucosa oxidasa y la xantina oxidasa. Los procedimientos comprenden: exponer un sensor de analitos a un fluido que comprende etanol y glucosa; en los que el sensor de analitos comprende una cola de sensor que comprende: al menos un electrodo de trabajo; una primera área activa dispuesta sobre una superficie del electrodo de trabajo, comprendiendo la primera área activa la xantina oxidasa, catalasa, un primer polímero y un agente de transferencia de electrones, estando la xantina oxidasa y el agente de transferencia de electrones unidos covalentemente al primer polímero; una primera membrana que recubre la primera área activa, comprendiendo la primera membrana un primer polímero de membrana y siendo permeable al acetaldehído; una segunda área activa dispuesta sobre la primera membrana, comprendiendo la segunda área activa la glucosa oxidasa, catalasa y un segundo polímero, estando la glucosa oxidasa unida covalentemente al segundo polímero; y una segunda membrana que recubre la segunda área activa, comprendiendo la segunda membrana un segundo polímero de membrana y siendo permeable a la glucosa y al alcohol; en los que la glucosa oxidasa y la xantina oxidasa son capaces de interactuar de forma conjunta; oxidar la glucosa con la glucosa oxidasa para generar peróxido de hidrógeno; formar un complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno; oxidar el alcohol con el complejo de catalasa-peróxido de hidrógeno para formar acetaldehído; hacer reaccionar el acetaldehído con la xantina oxidasa para formar ácido acético para generar una señal en el electrodo de trabajo; y correlacionar la señal con una concentración del alcohol en el fluido.

[0122] Cada una de las realizaciones A y B puede tener uno o más de los siguientes elementos adicionales en cualquier combinación:

Elemento 1: en el que la cola del sensor está configurada para su inserción en un tejido.

Elemento 2: en el que el potencial de oxidación-reducción de la primera área activa está separado del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa en al menos aproximadamente 100 mV.

Elemento 3: en el que la primera área activa comprende un primer agente de transferencia de electrones y la segunda área activa comprende un segundo agente de transferencia de electrones, siendo el primer y el segundo agente de transferencia de electrones diferentes.

Elemento 4: en el que el primer agente de transferencia de electrones está unido covalentemente al polímero en la primera área activa y el segundo agente de transferencia de electrones está unido covalentemente al polímero en la segunda área activa.

Elemento 5: en el que la enzima sensible al analito en cada área activa está unida covalentemente al polímero.

Elemento 6: en el que el sensor de analitos comprende además: una membrana limitante del transporte de masa que recubre al menos dichas al menos dos áreas activas.

Elemento 7: en el que al menos una de dichas al menos dos áreas activas comprende dos o más enzimas sensibles al analito, interactuando las dos o más enzimas sensibles al analito de forma conjunta para generar una señal proporcional a la concentración de un solo analito.

Elemento 8: en el que el fluido es un fluido biológico y el sensor de analitos está expuesto al fluido biológicoin vivo.Elemento 9: en el que una membrana limitante del transporte de masa recubre al menos dichas al menos dos áreas activas.

Elemento 10: en el que el sensor de analitos comprende glucosa oxidasa como primera enzima y lactato oxidasa como segunda enzima.

Cada una de las realizaciones C y D puede tener uno o más de los siguientes elementos adicionales en cualquier combinación:

Elemento 11: en el que la primera enzima es alcohol oxidasa y la segunda enzima es xantina oxidasa.

Elemento 12: en el que dicha al menos un área activa comprende además catalasa.

Elemento 13: en el que la catalasa no está unida covalentemente al polímero.

Elemento 14: en el que la alcohol oxidasa no está unida covalentemente al polímero.

Elemento 15: en el que la primera enzima no está unida covalentemente al polímero.

Elemento 16: en el que dicha al menos un área activa comprende un agente de transferencia de electrones que está unido covalentemente al polímero.

Elemento 17: en el que la cola del sensor está configurada para su inserción en un tejido.

Elemento 18: en el que el sensor de analitos comprende además: una membrana limitante de transporte de masa que recubre al menos dicha al menos un área activa.

Elemento 19: en el que el fluido es un fluido biológico y el sensor de analitos está expuesto al fluido biológicoin vivo.Elemento 20: en el que una membrana limitante del transporte de masa recubre dicha al menos un área activa.

Cada una de las realizaciones E y F puede tener uno o más de los siguientes elementos adicionales en cualquier combinación:

Elemento 21: en el que la catalasa no está unida covalentemente al polímero.

Elemento 22: en el que la cola del sensor está configurada para su inserción en un tejido.

Elemento 23: en el que el sensor de alcohol comprende además: una membrana limitante de transporte de masa que recubre al menos dicha al menos un área activa.

Elemento 24: en el que el fluido es un fluido biológico y el sensor de analitos está expuesto al fluido biológicoin vivo.Elemento 25: en el que una membrana limitante del transporte de masa recubre dicha al menos un área activa. Cada una de las realizaciones G y H puede tener uno o más de los siguientes elementos adicionales en cualquier combinación:

Elemento 26: en el que la membrana multicomponente comprende una membrana bicapa.

Elemento 27: en el que el primer polímero de membrana está dispuesto directamente sobre la primera área activa, y el segundo polímero de membrana está dispuesto sobre el primer polímero de membrana para definir la membrana bicapa, estando también presente el segundo polímero de membrana en la membrana homogénea.

Elemento 28: en el que la membrana multicomponente comprende una mezcla del primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana.

Elemento 29: en el que la cola del sensor está configurada para su inserción en un tejido.

Elemento 30: en el que cada área activa comprende además un agente de transferencia de electrones que está unido covalentemente al polímero.

Elemento 31: en el que la primera enzima sensible al analito está unida covalentemente al polímero en la primera área activa, y la segunda enzima sensible al analito está unida covalentemente al polímero en la segunda área activa. Elemento 32: en el que un agente de transferencia de electrones está unido covalentemente al polímero en cada área activa.

Elemento 33: en el que la enzima sensible al analito en cada área activa está unida covalentemente al polímero.

Elemento 34: en el que el fluido es un fluido biológico y el sensor de analitos está expuesto al fluido biológicoin vivo.Elemento 35: en el que la primera señal y la segunda señal se miden en momentos diferentes.

Elemento 36: en el que la primera señal y la segunda señal se miden simultáneamente a través de un primer canal y un segundo canal.

Cada una de las realizaciones I y J puede tener uno o más de los siguientes elementos adicionales en cualquier combinación:

Elemento 37: en el que la catalasa no está unida covalentemente al primer polímero o al segundo polímero.

Elemento 38: en el que la cola del sensor está configurada para su inserción en un tejido.

Elemento 39: en el que el primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana difieren entre sí. Elemento 40: en el que el primer polímero de membrana comprende una polivinilpiridina reticulada.

Elemento 41: en el que el fluido es un fluido biológico y el sensor de analitos está expuesto al fluido biológicoin vivo.

[0123] A modo de ejemplo no limitativo, las combinaciones de ejemplo aplicables a A-J incluyen:

El sensor de analitos de A en combinación con los elementos 1 y 2; 1 y 3; 1, 3 y 4; 1 y 5; 1 y 6; 1 y 7; 2 y 3; 2-4; 2 y 5; 2 y 6; 2 y 7; 3-5; 3 y 4; 3 y 5; 3 y 6; 3 y 7; 5 y 6; 6 y 7; 2, 3 y 5; 2, 3 y 6; 2-5; y 2, 5 y 6. El procedimiento de B en combinación con los elementos 2 y 3; 2-4; 2 y 5; 2 y 6; 2 y 7; 2 y 8; 3-5; 3 y 4; 3 y 5; 3 y 6; 3 y 7; 3 y 8; 5 y 6; 5 y 8; 6 y 7; 6 y 8; 7 y 8; 2, 3 y 5; 2, 3, 5 y 8; 2, 3 y 6; 2, 3, 6 y 8; 2-5; 2-5 y 8; 2, 5 y 6; 2, 5, 6 y 8; 2, 3 y 8; 3, 5 y 8; 2, 6 y 8; 2, 5 y 8; cualquiera de 2-8 y 9; y cualquiera de 2-8 y 10.

[0124] El sensor de analitos de C en combinación con los elementos 11 y 12; 11, 12 y 13; 12 y 13; 11 y 14; 11 y 15; 11 y 17; 11 y 18; 12 y 13; 12 y 14; 12 y 15; 12 y 16; 12 y 17; 12 y 18; 15 y 16; 15 y 17; 15 y 18; 16 y 17; 16 y 18; 17 y 18; 11, 12 y 13; 11, 12 y 14; 11-14; 11-14 y 16; 11-14 y 17; 11-14 y 18; 15-17; 15-18; y 15, 17 y 18. El procedimiento de D en combinación con los elementos 11 y 12; 11, 12 y 13; 12 y 13; 11 y 14; 11 y 15; 11 y 17; 11 y 18; 11 y 19; 11 y 20; 12 y 13; 12 y 14; 12 y 15; 12 y 16; 12 y 17; 12 y 18; 12 y 19; 12 y 20; 15 y 16; 15 y 17; 15 y 18; 15 y 19; 15 y 20; 16 y 17; 16 y 18; 16 y 19; 16 y 20; 17 y 18; 17 y 19; 17 y 20; 18 y 19; 18 y 20; 19 y 20; 11, 12 y 13; 11, 12, 13 y 19; 11, 12, 13 y 20; 11, 12 y 14; 11, 12, 14 y 19; 11, 12, 14 y 20; 11-14; 11-14 y 19; 11-14 y 20; 11-14 y 16; 11-14, 16 y 19; 11-14, 16 y 20; 11-14 y 17; 11-14, 17 y 19; 11-14, 17 y 20; 11-14 y 18; 11-14, 18 y 19; 11-14, 18 y 20; 15-17; 15-17 y 19; 15-17 y 20; 15-18; 15-18 y 19; 15-18 y 20;15, 17 y 18; 15, 17, 18 y 19; 15, 17, 18 y 20; cualquiera de 11-16 y 19; y cualquiera de 11-16 y 20.

[0125] El sensor de analitos de E en combinación con los elementos 21 y 22; 21 y 23; 22 y 23; y 21-23. El procedimiento de F en combinación con los elementos 21 y 22; 21 y 23; 22 y 23; 21-23; 21 y 24; 21 y 25.

[0126] El sensor de analitos de G en combinación con los elementos 26 y 27; 26 y 29; 26, 27 y 29; 26 y 30; 26, 27 y 30; 26 y 31; 26, 27 y 31; 28 y 29; 28 y 30; 28-30; 28 y 31; 29 y 30; 29 y 31; y 30 y 31. El procedimiento de H en combinación con los elementos 26 y 27; 26 y 29; 26, 27 y 29; 26 y 30; 26, 27 y 30; 26 y 31; 26, 27 y 31; 28 y 29; 28 y 30; 28-30; 28 y 31; 29 y 30; 29 y 31; 30 y 31; 26 y 33; 26, 27 y 33; 26 y 34; 26, 27 y 34; 26 y 35; 26, 27 y 35; 26 y 36; 26, 27 y 36; 28 y 33; 28 y 34; 28 y 35; 28 y 36; 30 y 33; 30 y 34; 30 y 35; 30 y 36; 33 y 34; 33 y 35; 33 y 36; 34 y 35; y 34 y 36.

[0127] El sensor de analitos de I en combinación con los elementos 37 y 38; 37 y 39; 37 y 40; 38 y 39; 38 y 40; y 39 y 40. El procedimiento de J en combinación con los elementos 37 y 39; 37 y 40; 37 y 41; 39 y 40; 39 y 41; y 40 y 41.

[0128] Para facilitar una mejor comprensión de las realizaciones descritas en el presente documento, se proporcionan los siguientes ejemplos de diversas realizaciones representativas. De ninguna manera los siguientes ejemplos deben interpretarse como que limitan o definen el alcance de la invención.

EJEMPLOS

[0129]Ejemplo 1: Detección de glucosa y lactato utilizando un sensor de analitos que tiene dos áreas activas diferentes en un único electrodo de trabajo.Se prepararon dos soluciones que contenían diferentes complejos de metales de transición unidos a poli(vinilpiridina). La estructura del polímero de la primera solución se muestra en la Fórmula 1, y la estructura del polímero de la segunda solución se muestra en la Fórmula 2. Se proporcionan más detalles sobre estos polímeros en la patente del mismo titular US 6,605,200.

[0130] Los subíndices para cada monómero representan proporciones atómicas ilustrativas.

El potencial de oxidación-reducción del polímero de Fórmula 1 con respecto a una referencia de Ag/AgCl fue de -50 mV, y el potencial de oxidación-reducción del polímero de Fórmula 2 con respecto a la misma referencia fue de 220 mV (separación de 270 mV, véase la Figura 8). Además de los complejos de metales de transición que sirven como respectivos agentes de transferencia de electrones, el polímero de Fórmula 1 incluía glucosa oxidasa (GOX) unida covalentemente al mismo, y el polímero de Fórmula 2 incluía lactosa oxidasa (LOX) unida covalentemente al mismo después de la deposición sobre un electrodo de trabajo y el curado. La reticulación se logró con polietilenglicol diglicidil éter (PEGDE400). Las soluciones que contenían el polímero de Fórmula 1 y el polímero de Fórmula 2 se formularon tal como se especifica en las Tablas 1 y 2 a continuación.

Tabla 1

Tabla 2

[0131] Para depositar cada área activa, se depositaron ~20 nL de cada solución sobre un electrodo de trabajo de carbono para formar dos puntos discretos y separados, cada uno con un área de aproximadamente 0,1 mm2. Un punto contenía la formulación de glucosa oxidasa y el otro punto contenía la formulación de lactosa oxidasa. Después de la deposición, el electrodo de trabajo se curó durante la noche a 25 °C.

[0132] Después del curado, se depositó una membrana sobre el electrodo de trabajo. El polímero de membrana era un copolímero de polivinilpiridina que tenía funcionalización de cadena lateral de poliéter sin amina, tal como se describe en la solicitud de patente provisional de EE. UU. 62/684,438, presentada el 13 de junio de 2018 y titulada "Materiales de membrana insensibles a la temperatura y sensores de analitos que los contienen". La deposición de la membrana se logró mediante el recubrimiento por inmersión del electrodo tres veces en una solución que contenía 4 ml del polímero de membrana (120 mg/ml) y 0,35 ml de PEG1000 (200 mg/ml). Se pueden utilizar alternativamente recubrimiento por pulverización, serigrafía o procesos similares para depositar la membrana. Después de la deposición, el electrodo se curó durante la noche a 25 °C y a continuación se curó adicionalmente en un vial desecado a 56 °C durante dos días.

[0133] Después de la fabricación, el electrodo se analizó mediante voltamperometría cíclica en una solución tampón que no contenía ni glucosa ni lactato. El voltamograma cíclico resultante se muestra en la Figura 8, que muestra los picos anódicos y catódicos característicos de los dos complejos de osmio, ya que no hubo contribución de corriente ni de la glucosa ni del lactato. Los potenciales de oxidación-reducción indicados anteriormente se calcularon a partir del promedio de los picos catódicos y anódicos para cada complejo de osmio.

[0134] Para analizar la glucosa y el lactato, el electrodo se colocó a un potencial superior al potencial de oxidaciónreducción promedio del primer polímero, específicamente 40 mV (E1 en la Figura 8). A este potencial, puede producirse la oxidación del complejo de osmio en el primer polímero y la glucosa, pero no la oxidación del complejo de osmio en el segundo polímero o el lactato. Para oxidar ambos complejos de osmio y tanto la glucosa como el lactato, el electrodo se colocó a un potencial superior al potencial de oxidación-reducción promedio del segundo polímero, específicamente 250 mV (E2 en la Figura 8).

[0135] Los análisis de glucosa y lactato se realizaron sumergiendo el electrodo en una solución tampón que contenía 5 mM de glucosa y 5 mM de lactato, y se aplicaron sucesivamente los potenciales E1 y E2. La Figura 9 muestra cuatro réplicas de la respuesta del electrodo en un tampón de glucosa 5 mM/lactato 5 mM cuando se cicló entre E1 y E2. Tal como se muestra, la corriente en E1 fue de aproximadamente 5 nA, que se debe a la oxidación de la glucosa, y la corriente en E2 fue de aproximadamente 10,5 nA, que se debe tanto a la oxidación de la glucosa como del lactato. Si se toma la diferencia entre las corrientes medidas en E1 y E2, se obtiene una contribución de aproximadamente 5,5 nA en E2 a partir de la oxidación del lactato. Las concentraciones desconocidas de glucosa y lactato se pueden analizar de manera similar mediante una comparación con una tabla de consulta o una curva de calibración.

[0136]Ejemplo 2A: Detección de etanol utilizando un sensor de analitos que tiene dos enzimas diferentes que funcionan de forma conjunta sobre un único electrodo de trabajo (XOX/AOX).Se preparó una solución de detección de manchas que tenía la formulación que se muestra en la Tabla 3. Todos los componentes se disolvieron en un tampón HEPES 10 mM a pH 8. La reticulación se realizó con polietilenglicol diglicidil éter.

Tabla 3

Se depositaron aproximadamente 15 nL de la solución sobre un electrodo de trabajo de carbono como un único punto con un área de aproximadamente 0,05 mm2. Después de la deposición, el electrodo de trabajo se curó durante la noche a 25 °C.

[0137] Después del curado, se depositó una membrana de poli(4-vinilpiridina) (PVP) sobre el electrodo de trabajo a partir de una solución de recubrimiento que contenía 100 mg/ml de PVP y 100 mg/ml de PEGDE400. La deposición de la membrana se logró mediante el recubrimiento por inmersión del electrodo tres veces en la solución de recubrimiento. Después de la deposición, el electrodo se curó durante la noche a 25 °C y, a continuación, se curó adicionalmente en viales desecados a 56 °C durante dos días. Se pueden utilizar alternativamente el recubrimiento por pulverización, la serigrafía o procesos similares para depositar la membrana.

[0138] Los análisis de etanol se llevaron a cabo sumergiendo el electrodo en soluciones de PBS que contenían etanol, cada una de las cuales contenía concentraciones variables de etanol. La Figura 10 muestra tres réplicas de la respuesta de un electrodo que contiene alcohol oxidasa y xantina oxidasa juntas en un punto de detección tras la exposición a distintas concentraciones de etanol. Tal como se muestra, la respuesta de corriente aumentó a lo largo de varios minutos después de la exposición a una nueva concentración de etanol antes de estabilizarse posteriormente.La Figura 11A muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente promedio frente a la concentración de etanol. La Figura 11B muestra los datos correspondientes a un único sensor. Tal como se muestra, la respuesta del sensor fue aproximadamente lineal en un intervalo de concentración de etanol de 0 a 10 mM.

[0139]Ejemplo 2B: Detección de etanol utilizando un sensor de analitos que tiene dos enzimas diferentes que funcionan de forma conjunta sobre un único electrodo de trabajo (XOX/GOX).Se preparó una primera solución de detección con la formulación que se muestra en la Tabla 4. Todos los componentes se disolvieron en un tampón HEPES 10 mM a pH 8. La reticulación se realizó con polietilenglicol diglicidil éter.

Tabla 4

Se depositaron aproximadamente 15 nL de la primera solución de detección sobre un electrodo de trabajo de carbono como un único punto (punto XOX) con un área de aproximadamente 0,05 mm2 Después de la deposición, el electrodo de trabajo se curó durante la noche a 25 °C.

[0140] Después del curado, se depositó una membrana de poli(4-vinilpiridina) (PVP) sobre el electrodo de trabajo y el punto de XOX de una solución de recubrimiento que contenía 100 mg/ml de PVP y 100 mg/ml de PEGDE400. La deposición de la membrana se logró mediante el recubrimiento por inmersión del electrodo tres veces en la solución de recubrimiento. Se pueden utilizar alternativamente procesos de recubrimiento por pulverización, serigrafía o similares para depositar la membrana. Después de la deposición, el electrodo se curó durante la noche a 25 °C y a continuación se curó aún más en viales desecados a 56 °C durante dos días.

[0141] Se preparó una segunda solución de detección con la formulación que se muestra en la Tabla 5. Todos los componentes se disolvieron en un tampón HEPES 10 mM a pH 8. La reticulación se realizó con polietilenglicol diglicidil éter.

Tabla 5

Se depositaron aproximadamente 15 nL de la segunda solución de detección sobre la membrana de PVP de antes como un único punto (punto GOX) con un área de aproximadamente 0,05 mm2. Después de la deposición, el curado se realizó durante la noche a 25 °C.

[0142] Después del curado, se depositó una segunda membrana sobre el punto de GOX y la membrana PVP. El polímero de membrana en este caso fue un polímero de polivinilpiridina-co-estireno reticulado, en el que una parte de los átomos de nitrógeno de piridina se funcionalizaron con una cola de poli(etilenglicol) no reticulada y una parte de los átomos de nitrógeno de piridina se funcionalizaron con un grupo de ácido alquilsulfónico. La membrana en esta ubicación se depositó a partir de una solución de recubrimiento que comprendía 35 mg/ml del polímero de polivinilpiridina-co-estireno reticulado y 100 mg/ml de PEGDE400. La deposición de la membrana se logró mediante el recubrimiento por inmersión del electrodo tres veces en la solución de recubrimiento. Se pueden utilizar alternativamente el recubrimiento por pulverización, la serigrafía o procesos similares para depositar la membrana. Después de la deposición, el electrodo se curó durante la noche a 25 °C y a continuación se curó adicionalmente en viales desecados a 56 °C durante dos días.

[0143] Los análisis de etanol se llevaron a cabo sumergiendo el electrodo en soluciones de PBS que contenían etanol, cada una de las cuales contenía concentraciones variables de etanol. La Figura 12A muestra dos réplicas de la respuesta de un electrodo que contiene glucosa oxidasa y xantina oxidasa dispuestas en capas en áreas activas separadas y espaciadas por una membrana tras la exposición a concentraciones variables de etanol, en las que la catalasa se encuentra en el área activa con la glucosa oxidasa. Tal como se muestra, la respuesta de corriente aumentó en el transcurso de varios minutos después de la exposición a una nueva concentración de etanol antes de estabilizarse posteriormente. Se observó una buena reproducibilidad entre las dos réplicas. La Figura 13 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente promedio en función de la concentración de etanol. La forma de la curva fue similar a la obtenida utilizando AOX/XOX (Figura 11A, Ejemplo 2A).

[0144] La Figura 12B muestra datos comparativos de respuesta entre un electrodo que contiene glucosa oxidasa y xantina oxidasa colocados en capas en áreas activas separadas y espaciadas entre sí por una membrana tras la exposición a concentraciones variables de etanol, en las que la catalasa está presente en las áreas activas por separado. Tal como se muestra, la respuesta del sensor fue mayor cuando la catalasa se incluyó en el área activa que contenía xantina oxidasa.

[0145]Ejemplo 3: Respuesta comparativa del sensor de analitos frente al lactato en presencia de varias membranas limitantes del transporte de masa.Para este ejemplo, las formulaciones de membrana siguientes se aplicaron como recubrimiento sobre un electrodo de trabajo de carbono que contenía lactato oxidasa en un área activa del mismo. El área activa se depositó utilizando la formulación de lactato oxidasa tal como se describe en el Ejemplo 1, excepto que se sustituyó el polímero de Fórmula 1 por el polímero de Fórmula 2 en la formulación y se ajustaron las concentraciones a las especificadas en la Tabla 6 siguiente.

Tabla 6

La deposición del área activa y el curado se realizaron tal como se describe en el Ejemplo 1, excepto que se depositaron seis puntos, cada uno con un área de 0,01 mm2 en lugar del punto único que tenía un área de 0,1 mm2 en el Ejemplo 1. A menos que se indique lo contrario a continuación, la deposición de la membrana se realizó mediante recubrimiento por inmersión (1-5 inmersiones del electrodo y un tiempo de espera de aproximadamente 10 minutos entre inmersiones). Después de completar el recubrimiento por inmersión, las membranas se curaron durante 24 horas a 25 °C, seguidas de 48 horas a 56 °C en viales desecados.

[0146] La respuesta del electrodo se midió colocando el área activa del electrodo en un vaso de precipitados que contenía 100 mM de solución salina tamponada con fosfato a pH = 7,5 a 37 °C. El potencial se elevó a 40 mV frente a Ag/AgCl y la corriente se monitorizó de forma continua a partir de entonces. Para determinar la respuesta a diversas concentraciones de lactato, se añadió lactato de sodio a la solución tampón en incrementos de 1 mM hasta 5 mM. Para determinar la estabilidad de la respuesta, la corriente se midió en 5 mM de lactato de sodio durante un período prolongado, tal como dos semanas.

[0147] Polímeros de membrana 1A y 1B: El primer polímero de membrana probado fue un polímero de polivinilpiridinaco-estireno reticulado, en el que una parte de los átomos de nitrógeno de piridina se funcionalizaron con una cola de poli(etilenglicol) no reticulada y una parte de los átomos de nitrógeno de piridina se funcionalizaron con un grupo de ácido alquilsulfónico. Se utilizaron dos agentes de reticulación diferentes para afectar la reticulación de este polímero de membrana: glicerol tridiglicidil éter (Gly3-Formulación 1) y polietilenglicol diglicidil éter 400 (PEGDGE400-Formulación 2). La formulación 1 contenía 4 ml del polímero de membrana en etanol:tampón HEPES 80:20 (140 mg/ml), 1 ml de Gly3 en etanol:tampón HEPES 80:20 (35 mg/ml) y 0,0132 ml de polidimetilsiloxano (PDMS) con terminación en aminopropilo en etanol (100 mg/ml). La formulación 2 contenía 4 ml del polímero de membrana en etanol:tampón HEPES 80:20 (140 mg/ml), 0,2 ml de PEGDGE400 en etanol:tampón h Ep ES 80:20 (100 mg/ml) y 0,0132 ml de polidimetilsiloxano (PDMS) con terminación en aminopropilo en etanol (100 mg/ml). Los polímeros reticulados correspondientes se designan en el presente documento como Polímeros 1A y 1B, respectivamente.

[0148] La Figura 14 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con los polímeros 1A y 1B a una solución de lactato de 5 mM. Tal como se muestra, ninguna de las formulaciones proporcionó una respuesta estable del sensor a lo largo del tiempo. La corriente del sensor proporcionada por el polímero 1A (formulación 1) disminuyó lentamente durante un período de medición de dos semanas, mientras que la corriente del sensor proporcionada por el polímero 1B (formulación 2) aumentó inicialmente durante la primera semana de exposición al lactato y a continuación disminuyó. Por el contrario, ambas membranas proporcionaron una respuesta estable en presencia de analito de glucosa (datos no mostrados).

[0149] Polímero de membrana 2: El segundo polímero de membrana probado fue polivinilpiridina (PVP) reticulada con polietilenglicol diglicidil éter 1000 (PEGDGE1000). Este polímero de membrana se designa en el presente documento como Polímero 2. La formulación de membrana (Formulación 3) contenía 4,3 mL de PVP en etanol: tampón HEPES 80:20 (100 mg/mL), 0,25 mL de PEGDGE1000 en etanol:tampón HEPES 80:20 (200 mg/mL) y 0,0132 mL de PDMS en etanol (100 mg/mL).

[0150] La Figura 15 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con el polímero 2 (formulación 3) a una solución de lactato de 5 mM. Al igual que los polímeros 1A y 1B, el polímero 2 tampoco proporcionó una respuesta de corriente estable a lo largo del tiempo. Hubo una gran disminución en la respuesta durante las primeras 48 horas, seguida de un rendimiento relativamente estable a partir de entonces. Además, la sensibilidad estaba muy por debajo de un valor objetivo de aproximadamente 1 nA/mM. Al igual que los polímeros 1A y 1B, el polímero 2 proporcionó una respuesta de corriente estable en presencia de analito de glucosa (datos no mostrados).

[0151] Polímero de membrana 3: El tercer polímero de membrana probado fue polivinilpiridina (PVP) reticulada con PEGDGE400. Este polímero de membrana se designa como Polímero 3 en el presente documento. La formulación de membrana (Formulación 4) contenía 4,3 mL de PVP en etanol:tampón HEPES 80:20 (100 mg/mL), 0,23 mL de PEGDGE400 en etanol:tampón HEPES 80:20 (100 mg/mL) y 0,0132 mL de PDMS en etanol (100 mg/mL).

[0152] La Figura 16 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con el polímero 3 (formulación 4) a una solución de lactato de 5 mM. A diferencia del polímero 2, que se reticuló con una variante de mayor peso molecular del mismo agente de reticulación, el polímero 3 sorprendentemente proporcionó una respuesta de corriente estable a lo largo del tiempo. Además, la corriente respondió rápidamente y logró una corriente estable a medida que se añadían cantidades crecientes de lactato en incrementos de 1 mM (Figura 17).

[0153] Polímero de membrana 4: El cuarto polímero de membrana probado fue PVP que contenía 3-4 % en peso de cadenas laterales de PEG no reticuladas, que a continuación se reticularon con PEGDGE1000. Por lo tanto, el polímero de membrana probado contenía tanto cadenas de PEG no reticuladas como cadenas de PEG1000 reticulantes. Este polímero de membrana se designa como Polímero 4 en el presente documento. La formulación de membrana (Formulación 5) contenía 4,3 ml del polímero en etanol:tampón HEPES 80:20 (100 mg/ml), 0,025 ml de PEGDGE1000 en etanol:tampón HEPES 80:20 (200 mg/ml) y 0,0132 ml de PDMS en etanol (100 mg/ml).

[0154] La Figura 18 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con el polímero 4 (formulación 5) a una solución de lactato de 5 mM. A diferencia de los polímeros 2 y 3, el polímero 4 sorprendentemente proporcionó una respuesta de corriente estable a lo largo del tiempo. Además, la corriente respondió rápidamente y alcanzó un valor estable a medida que se añadían cantidades crecientes de lactato en incrementos de 1 mM (Figura 19).

[0155] Membranas bicapa que comprenden los polímeros 2 y 1B o los polímeros 2 y 1A: La formulación 3 (polímero 2 ) se aplicó como recubrimiento sobre la superficie del electrodo mediante operaciones repetidas de recubrimiento por inmersión. Se pueden utilizar alternativamente recubrimiento por pulverización, serigrafía o procesos similares para depositar la membrana. A continuación, la formulación 2 (polímero 1B) se aplicó sobre la capa de PVP reticulada depositada mediante operaciones repetidas de recubrimiento por inmersión. Hubo un tiempo de espera de 10 minutos entre inmersiones sucesivas. Una vez completadas todas las operaciones de inmersión, los sensores se curaron a 25 °C durante 24 horas, seguido de 48 horas a 56 °C en viales desecados. Tal como se muestra anteriormente, ninguno de estos polímeros de membrana proporcionó un rendimiento satisfactorio cuando se utilizaron solos.

[0156] La Figura 20 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana bicapa que comprende una capa inferior de PVP reticulada (polímero 2) y una capa superior de polímero 1B reticulado a una solución de lactato de 5 mM. A diferencia del polímero 1B o la PVP reticulada con el mismo agente de reticulación (polímero 2 ), una membrana bicapa que comprende estos polímeros de membrana sorprendentemente proporcionó una respuesta de corriente estable a lo largo del tiempo a un nivel aceptable de sensibilidad, aunque ninguno de los polímeros proporcionó un rendimiento aceptable por sí solo. Los datos de respuesta en la Figura 20 fue para un electrodo sumergido dos veces en la Formulación 3 (Polímero 2) y cuatro veces en la Formulación 2 (Polímero 1B).

[0157] La cantidad (grosor) de cada polímero de membrana en la membrana bicapa puede variar el rendimiento del sensor, tal como se muestra a continuación para el Polímero 2 y el Polímero 1A. Por lo tanto, la variante reticulada con Gly3 del Polímero 1B (es decir, el Polímero 1A) puede proporcionar de manera similar un rendimiento aceptable cuando se combina en una membrana bicapa con el Polímero 2, aunque ninguno de los polímeros proporcione un rendimiento aceptable por sí solo.

[0158] La Figura 21 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana bicapa que comprende una capa inferior de PVP reticulada (polímero 2) y una capa superior de polímero 1A reticulado a una solución de lactato de 5 mM, en el que el electrodo se recubrió por inmersión un número variable de veces con la Formulación 1 (polímero 1A) y la Formulación 3 (polímero 2). El agente de reticulación para PVP (polímero 2) en este caso siguió siendo PEGDGE1000, pero el agente de reticulación para el polímero 1A fue Gly3, lo que demuestra que este agente de reticulación también puede ser adecuado para su uso en una configuración de membrana bicapa. Tal como se muestra en la figura 21, el recubrimiento por inmersión del electrodo dos veces en la Formulación 3 y cuatro veces en la Formulación 1 proporcionó un buen equilibrio de sensibilidad y una respuesta de corriente estable. Al modificar el número de operaciones de recubrimiento por inmersión, se modificó el grosor de cada componente de la membrana bicapa, así como la relación de masas de los polímeros de la membrana entre sí. Tal como se muestra en la Figura 21, si la capa de PVP es demasiado delgada (0 o 1 inmersión de polímero 2), la sensibilidad es alta pero la estabilidad de respuesta es pobre, mientras que si es demasiado gruesa (3 o más inmersiones), el electrodo exhibe baja sensibilidad y pobre estabilidad de respuesta en algunos casos.

[0159] Membrana mezclada que comprende los polímeros de membrana 1By 3: Se preparó una formulación de membrana combinada (Formulación 6) mezclando 1,5 ml de PVP en etanol:tampón HEPE<s>80:20 (100 mg/ml), 2,5 ml del copolímero utilizado para preparar las Formulaciones 1A y 1B en etanol:tampón HEPES 80:20 (140 mg/ml), 0,175 ml de PEGDGE400 en etanol:tampón HEPES 80:20 (100 mg/ml) y 0,0132 ml de PDMS en etanol (100 mg/ml). Por lo tanto, después de la reticulación, la Formulación 6 contenía el Polímero 1B y el Polímero 3, cada uno de los cuales está reticulado con PEG400.

[0160] La Figura 22 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un electrodo recubierto con una membrana mezclada que comprende PVP reticulada (polímero 3) y polímero reticulado 1B a una solución de lactato de 5 mM. Al igual que una membrana bicapa que contiene uno de los mismos componentes (polímero 1B), la membrana mezclada proporcionó una respuesta de corriente estable a lo largo del tiempo y un nivel aceptable de sensibilidad. Además, la corriente respondió rápidamente y alcanzó un valor estable a medida que se añadían cantidades crecientes de lactato en incrementos de 1 mM (Figura 23).

[0161] La Figura 24 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de un sensor recubierto con una membrana mezclada que comprende varias proporciones de PVP reticulada (polímero 3) y polímero reticulado 1B. Tal como se muestra en la Figura 24, cantidades mayores de polímero 1B aumentaron la sensibilidad pero proporcionaron una estabilidad de respuesta más pobre.

[0162]Ejemplo 4: Rendimiento de un sensor que comprende dos electrodos de trabajo recubiertos con una membrana limitante de transporte de masa bicapa.Para este ejemplo, un primer electrodo de trabajo que contiene glucosa oxidasa y un segundo electrodo de trabajo que contiene lactato oxidasa se recubrieron con una membrana bicapa. El área activa que contiene glucosa oxidasa se depositó utilizando la formulación de glucosa oxidasa, tal como se describe en el Ejemplo 1 (Tabla 1). El área activa que contiene lactato oxidasa se depositó utilizando la formulación de lactato oxidasa, tal como se describe en el Ejemplo 3 (Tabla 6). La deposición y el curado del área activa se realizó tal como se describe en el Ejemplo 1, excepto por el depósito de cinco puntos que tienen cada uno un área de 0,01 mm2 en lugar del punto único que tiene un área de 0,1 mm2 en el Ejemplo 1. Las formulaciones de polímero de membrana correspondientes a la Formulación 2 (Polímero 1B) y la Formulación 4 (Polímero 3) del Ejemplo 3 se emplearon para depositar la membrana bicapa en este ejemplo. A saber, el polímero 3 se depositó sobre el segundo electrodo de trabajo que presentaba lactato oxidasa. La deposición selectiva sobre el segundo electrodo de trabajo se logró mediante un procedimiento de recubrimiento por ranura modificado. A continuación, se realizó el curado durante 24 horas a 25 °C. A continuación, todo el conjunto (es decir, ambos electrodos de trabajo, el recubrimiento de PVP sobre el segundo electrodo de trabajo y los electrodos de referencia y contraelectrodo) se recubrió por inmersión con la formulación 2. Se realizó de nuevo el curado durante 24 horas a 25 °C, seguido de un horneado a 56 °C en un entorno desecado durante 48 horas. De este modo, se depositó una membrana homogénea sobre el primer electrodo de trabajo (sensible a la glucosa) y una membrana bicapa sobre el segundo electrodo de trabajo (sensible al lactato). La PVP reticulada (polímero 3) estaba en contacto con el área activa sensible al lactato sobre el segundo electrodo de trabajo.

[0163] El sensor se utilizó para analizar glucosa y lactato simultáneamente en PBS 100 mM a 37 °C. En un primer experimento, el sensor se expuso durante 2 semanas a 37 °C a una solución de PBS 100 mM que contenía glucosa 30 mM y lactato 5 mM. El sensor se mantuvo a 40 mV en relación con Ag/AgCl para esta prueba. La Figura 25 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta del sensor para cada electrodo de trabajo tras la exposición a 30 mM de glucosa y 5 mM de lactato. Tal como se muestra, la respuesta del sensor se mantuvo muy estable durante el período de observación.

[0164] A continuación, se añadieron glucosa y lactato de forma incremental hasta 100 mM de PBS a 37 °C para determinar la capacidad de respuesta del sensor hacia cada analito. El sensor se mantuvo de nuevo a 40 mV en relación con Ag/AgCl para esta prueba. Se añadió glucosa en un rango de concentración de 0-30 mM y se añadió lactato en un rango de concentración de 0-5 mM. La Figura 26 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta del sensor a concentraciones variables de glucosa y lactato. Tal como se muestra en la Figura 26, la respuesta del sensor fue rápida para ambos analitos y se mantuvo estable a una concentración de analito determinada.

[0165]Ejemplo 5: Detección de cetonas utilizando un sensor de analitos que tiene diaforasa y p-hidroxibutirato deshidrogenasa que interactúan de forma conjunta.Para este ejemplo, la formulación de membrana que se muestra en la Tabla 7 a continuación se aplicó sobre un electrodo de trabajo de carbono. Se realizó la deposición para colocar seis puntos, cada uno con un área de alrededor de 0,01 mm2, sobre el electrodo de trabajo. Después de la deposición, el electrodo de trabajo se curó durante la noche a 25 °C. A continuación, se aplicó una membrana de PVP al electrodo de trabajo mediante recubrimiento por inmersión utilizando una solución de recubrimiento formulada con 4 ml de PVP 100 mg/ml, 0,2 ml de PEGDGE400100 mg/ml y 0,0132 ml de PDMS 100 mg/ml. El curado de la membrana se realizó durante 24 horas a 25 °C, seguido de 48 horas a 56 °C en viales desecados.

Tabla 7

[0166] Los análisis de cetonas se llevaron a cabo sumergiendo el electrodo en un tampón PBS 100 mM (pH = 7,4) a 33 °C e introduciendo diversas cantidades de p-hidroxibutirato (adición total de p-hidroxibutirato de 0, 1, 2, 3, 4, 6 y 8 mM). La figura 27 muestra cuatro réplicas de la respuesta de un electrodo que contiene diaforasa, NAD+ y phidroxibutirato deshidrogenasa cuando se expone a concentraciones variables de p-hidroxibutirato. Tal como se muestra, la respuesta de corriente aumentó en el transcurso de varios minutos después de la exposición a una nueva concentración de p-hidroxibutirato antes de estabilizarse posteriormente. La Figura 28 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente promedio frente a la concentración de p-hidroxibutirato para los electrodos de la Figura 27. Los sensores de cetonas también exhibieron una respuesta estable durante tiempos de medición prolongados, ta como se muestra en la Figura 29. La Figura 29 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente para los electrodos de la Figura 27 cuando se expusieron a 8 mM de p-hidroxibutirato en PBS 100 mM a 33 °C durante 2 semanas. La pérdida de señal media durante el período de medición fue de solo 3,1%.

[0167]Ejemplo 6: Comparación de la respuesta del sensor de lactato para varias configuraciones de sensor.Se prepararon dos formulaciones de lactato oxidasa/polímero diferentes para la deposición de área activa y dos formulaciones de polímero de membrana diferentes para la deposición de membrana limitante del transporte de masa para analizar el rendimiento de sensores sensibles al lactato que presentan varias permutaciones de estas formulaciones. A continuación se proporcionan los detalles de la formulación y el proceso utilizado para preparar los sensores de analito. En general, los sensores de analito se prepararon de una manera similar a la descrita anteriormente.

Tabla 8

Tabla 9

[0168] Para depositar cada área activa, se depositaron ~20 nL de cada solución sobre un electrodo de trabajo de carbono para formar 6 puntos discretos, cada uno con un área de aproximadamente 0,01 mm2. La formulación A se dispensó 4 veces y la formulación B se dispensó 6 veces para formar los puntos. Después de la deposición, el electrodo de trabajo se curó durante la noche a 25 °C. La formulación A corresponde a la utilizada para depositar el área activa de los sensores de analito sensibles a la glucosa, excepto que se sustituye la glucosa oxidasa por lactato oxidasa.

[0169] Formulaciones para la deposición de membrana limitante del transporte de masa: Las formulaciones de polímeros de membrana se prepararon en formulaciones de solución acuosa especificadas en las Tablas 10 y 11 a continuación.

Tabla 10

Tabla 11

Se utilizó un recubrimiento por inmersión para depositar una membrana limitante de transporte de masa sobre cada área activa preparada como se ha indicado anteriormente. La formulación C se depositó utilizando 4 inmersiones y la formulación D se depositó utilizando 4 inmersiones. Se utilizó un tiempo de espera de aproximadamente 10 minutos entre inmersiones. Una vez completado el recubrimiento por inmersión, las membranas se curaron durante 24 horas a 25 °C, seguidas de 48 horas a 56 °C en viales desecados. Se pueden utilizar alternativamente recubrimientos por pulverización, serigrafía o procesos similares para depositar la membrana limitante de transporte de masa. La formulación C corresponde a la utilizada para depositar una membrana limitante de transporte de masa dentro de sensores de analito sensibles a la glucosa.

[0170] Se prepararon sensores de analito sensibles al lactato utilizando las condiciones de deposición especificadas anteriormente. Se prepararon todas las combinaciones posibles de área activa y membrana limitante de transporte de masa, fabricándose 8 sensores para cada combinación posible. Después de la fabricación, cada sensor se expuso a una solución de lactato de 5 mM en solución salina tamponada con fosfato (PBS) 100 mM a 37 °C durante 190 horas, manteniendo el potencial de trabajo a 40 mV en relación con Ag/AgCl. Las combinaciones probadas de áreas activas y membranas limitantes de transporte de masa se especifican en la Tabla 12. Los resultados de las pruebas se muestran en la Figura 30.

Tabla 12

[0171] Tal como se muestra en la Figura 30, los sensores de analito sensibles al lactato que tienen áreas activas y membranas limitantes del transporte de masa formuladas de manera similar a las utilizadas con éxito en sensores de analito sensibles a la glucosa (Grupo 1) ofrecieron un rendimiento deficiente cuando se expusieron al lactato. Tal como se muestra, la intensidad de la señal fue inferior a 0,5 nA para todas las muestras analizadas, lo que es indeseablemente bajo para un sensor sensible al lactato viable. La intensidad de la señal fue incluso peor cuando se sustituyó la polivinilpiridina y un agente de reticulación diferente por polivinilpiridina-co-estireno y el agente de reticulación Gly3 en la Formulación C (Grupo 2).

[0172] La incorporación de albúmina sérica humana mejoró considerablemente el rendimiento del sensor, tal como se muestra además en la Figura 30. El grupo de muestras 3, por ejemplo, exhibió intensidades de señal considerablemente más altas que las observadas para cualquiera de las muestras del grupo 1 o del grupo 2. Sin embargo, hubo una variabilidad considerable en la intensidad de señal inicial entre este grupo de muestras (varianza >4 nA). Además, hubo una disminución constante en la intensidad de señal a partir de la intensidad de señal máxima observada inicialmente. La variabilidad de la respuesta y la mala estabilidad de la señal a lo largo del tiempo también hacen que la combinación de este grupo de muestras sea poco probable que sea adecuada para un sensor de analito sensible al lactato viable.

[0173] Sorprendentemente, la combinación de un área activa que contiene albúmina sérica humana y una membrana limitante del transporte de masa que comprende homopolímero de polivinilpiridina reticulado (Grupo 4) produjo una combinación aceptable de alta intensidad de señal y estabilidad de señal prolongada a lo largo del tiempo. Tal como se muestra en la Figura 30, todos los sensores replicados del Grupo 4 tenían intensidades de señal iniciales agrupadas dentro de 1 nA entre sí, entre 4 nA y 5 nA. Este nivel de intensidad y variabilidad de señal está dentro del rango en el que se podría desarrollar un sensor de analitos sensible al lactato comercialmente viable. Además, la intensidad de señal solo varió unas décimas de nA o menos durante 190 horas de observación de señal, lo que nuevamente está dentro de un rango que puede ser adecuado para el desarrollo de un sensor comercialmente viable.

[0174] Tal como se muestra en la Figura 31, la corriente observada para los sensores del Grupo 4 respondió rápidamente y alcanzó un valor estable a medida que se añadieron cantidades crecientes de lactato en incrementos de 1 mM a una solución de PBS que inicialmente no contenía lactato.

[0175] A menos que se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades y similares en la presente memoria descriptiva y las reivindicaciones asociadas deben entenderse modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". En consecuencia, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la siguiente memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se pretende obtener mediante las realizaciones de la presente invención. Como mínimo, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de la reivindicación, cada parámetro numérico debe interpretarse al menos a la luz del número de dígitos significativos indicados y mediante la aplicación de técnicas de redondeo ordinarias.

Bloqueo de encendido del sensor de analitos

[0176] Los dispositivos de seguridad para vehículos, tales como los bloqueos de encendido, se utilizan a veces para impedir que un operador conduzca un vehículo cuando no está capacitado o no se encuentra en condiciones de hacerlo de forma segura. Operar el vehículo sin estar capacitado podría presentar peligros importantes para el operador y el público. Un tipo común de bloqueo de encendido está diseñado para impedir la conducción en estado de ebriedad y, más específicamente, para impedir que las personas conduzcan un vehículo en estado de intoxicación por el consumo de alcohol. Dichos dispositivos de bloqueo conectan un analizador de alcoholemia o un sensor óptico al sistema de encendido del vehículo, y el operador debe pasar con éxito una prueba de nivel de alcohol en sangre antes de poder poner en marcha el vehículo.

[0177] La intoxicación es un tipo de incapacidad o condición que un operador puede experimentar y que lo vuelve no apto o incapaz de operar un vehículo. Sin embargo, otras incapacidades y condiciones también pueden afectar a un operador y también deben ser monitorizados de cerca para asegurar que el operador no conduzca un vehículo mientras esté impedido. Por ejemplo, un operador con diabetes y que operacon hipoglucemia (es decir, bajo nivel de azúcar en sangre) podría potencialmente sufrir mareos, confusión, dolor de cabeza, pérdida de conciencia, convulsiones y reflejos retardados, cualquiera de los cuales podría poner en peligro su propia vida y la de aquellos que se encuentran en el vehículo o en las cercanías del mismo.

[0178] Se han desarrollado sistemas de monitorización de analitos para facilitar la monitorización a largo plazo de analitos en fluidos corporales (por ejemplo, sangre). Algunos sistemas de monitorización de analitos están diseñados para detectar y monitorizar los niveles de glucosa en sangre, lo que puede ser útil para tratar afecciones diabéticas. Sin embargo, otros sistemas de monitorización de analitos están diseñados para detectar y monitorizar otros analitos presentes en el fluido corporal de un operador, y los niveles anormales de analitos detectados en un operador pueden ser indicativos de que el operador no está en condiciones de operar un vehículo de manera segura.

[0179] La siguiente discusión describe un sistema de control de vehículo y monitorización de analito utilizado para evitar el funcionamiento de un vehículo cuando los niveles de analito del operador superan un umbral predeterminado. El dispositivo de control de sensor 102 (Figura 1) correctamente implementado permite al usuario rastrear y monitorizar de manera inteligente los niveles y tendencias de analitos en fluidos corporales. Cuando algunos niveles de analitos superan ciertos umbrales, puede producirse un deterioro físico o cognitivo que haga que el usuario no sea apto para operar un vehículo de manera segura. En tales casos, el usuario debe tomar las medidas adecuadas para que los niveles de analitos vuelvan a rangos seguros antes de intentar operar un vehículo. Sin embargo, en algunos casos, un usuario puede sentirse perfectamente bien para operar un vehículo, pero, no obstante, tener niveles de analitos inseguros que podrían desencadenar repentinamente la aparición de un deterioro físico peligroso. En tales casos, puede ser ventajoso tener un sistema a prueba de fallos implementado que evite o advierta al usuario de operar un vehículo y potencialmente ponerse a sí mismo o a otros en peligro.

[0180] La Figura 32 es un diagrama esquemático de un sistema de control de vehículo y monitorización de analitos de ejemplo 3200, de acuerdo con una o más realizaciones de la presente divulgación. Tal como se ilustra, el sistema de control de vehículo y monitorización de analitos 3200 (en adelante "el sistema 3200) incluye el dispositivo de control de sensor 102, que puede implementarse en un usuario u "operador" 3202 y, de otro modo, suministrarse a una ubicación de monitorización objetivo en el cuerpo del operador 3202, tal como la parte posterior de un brazo. Tal como se describió anteriormente, el dispositivo de control de sensor 102 incluye el sensor 104 (Figura 1), y cuando se implementa correctamente, el sensor 104 se coloca transcutáneamente dentro de la piel para detectar y monitorizar los analitos presentes dentro de un fluido corporal del operador 3202. El parche adhesivo 105 (Figura 1) aplicado a la parte inferior del dispositivo de control del sensor 102 se adhiere a la piel para asegurar el dispositivo de control del sensor 102 en su lugar durante el funcionamiento.

[0181] Si bien el sistema 3200 se describe en el presente documento como que incluye el dispositivo de control de sensor corporal 102 para detectar e informar de los niveles de analito, el sistema 3200 puede incorporar alternativamente un sensor de analitoex vivo(por ejemplo, un medidor de glucosa en sangre de autocontrol "SMBG",Self-monitoring blood glucose).En consecuencia, el término "dispositivo de control de sensor" debe interpretarse en el presente documento como que incluye no solo sistemas de sensor corporal, como se describió en general anteriormente, sino también sistemas de sensor portátiles tradicionales.

[0182] Tal como se ilustra, el sistema 3200 puede incluir además el dispositivo lector 120, y el dispositivo de control de sensor 102 puede estar en comunicación con el dispositivo lector 120 a través de una ruta o enlace de comunicación local para proporcionar datos de concentración de analito de forma automática, periódica o según lo desee el operador 3202. El dispositivo lector 120 puede estar en comunicación con un módulo de control 3204, que está en comunicación con el sistema eléctrico de un vehículo 3206 y alimentado por la batería del vehículo o alimentado de otro modo por una batería separada. En dichas realizaciones, los datos transmitidos al dispositivo lector 120 desde el dispositivo de control de sensor 102 pueden ser transmitidos posteriormente por el dispositivo lector 120 al módulo de control 3204 para su procesamiento. En otras realizaciones, sin embargo, el dispositivo de control de sensor 102 puede comunicarse directamente con el módulo de control 3204 a través de cualquier protocolo de comunicación inalámbrica, tal como BLUETOOTH®. En tales realizaciones, el dispositivo lector 120 puede o no ser necesario en el sistema 3200.

[0183] En la realización ilustrada, el vehículo 3206 se representa como un automóvil. Sin embargo, tal como se utiliza en el presente documento, el término "vehículo" se utiliza de forma amplia y pretende incluir cualquier tipo de vehículo de transporte que pueda ser operado por un usuario humano o "operador", pero también puede incluir vehículos autónomos utilizados para transportar humanos. Los ejemplos del vehículo 3206 incluyen, pero sin limitarse a los mismos, cualquier tipo de automóvil, camión, vehículo utilitario deportivo, aeronave, embarcación, nave espacial y/o cualquier otro medio de transporte, o combinaciones de los mismos.

[0184] El módulo de control 3204 puede incluir una interfaz de comunicaciones para comunicar información hacia/desde el dispositivo de control de sensor 102 y/o el dispositivo lector 120. En el caso de un dispositivo de control de sensor 102 y/o un dispositivo lector 120 habilitados con BLUETOOTH® de ejemplo, se puede ingresar a un modo de emparejamiento cuando el dispositivo de control de sensor 102 se acerca al vehículo 3206. Tras el emparejamiento, el módulo de control 3204 se puede programar y configurar para detectar automáticamente la presencia y establecer comunicación con el dispositivo de control de sensor 102 y/o el dispositivo lector 120. Por ejemplo, cuando el operador 3202 se acerca o ingresa en el vehículo 3206, el módulo de control 3204 puede detectar automáticamente la presencia del dispositivo de control de sensor 102 y habilitar la comunicación entre ellos o con el dispositivo lector 120.

[0185] En algunas realizaciones, el módulo de control 3204 puede estar en comunicación con una interfaz de usuario del vehículo 3208 incluida en el vehículo 3206, tal como un sistema de infoentretenimiento, una pantalla táctil o una pantalla de información. En dichas realizaciones, el módulo de control 3204 puede comunicarse visualmente con el operador 3202 a través de la interfaz de usuario del vehículo 3208 y también puede comunicarse de forma audible con el operador 3202 a través de los altavoces de audio incluidos en el vehículo 3206. En otras realizaciones, sin embargo, el módulo de control 3204 puede estar configurado para comunicarse con el dispositivo lector 120 para poder comunicarse con el operador 3202.

[0186] Tal como se ilustra, el módulo de control 3204 puede ser o de otra manera incluir un sistema informático 3210 configurado y de otra manera programado para controlar varias operaciones y/o sistemas del vehículo 3206 en base a niveles de analito medidos en tiempo real del operador 3202 obtenidos por el dispositivo de control de sensor 102. El funcionamiento del vehículo 3206 se controla, deshabilita o modifica deshabilitando uno o más sistemas críticos del vehículo 3206 o activando sistemas de advertencia en el vehículo 3206. Cuando los niveles de analito medidos en tiempo real del operador 3202 están dentro de un rango seguro predeterminado, entonces se puede considerar seguro para el operador 3202 hacer funcionar el vehículo 3206. Sin embargo, cuando los niveles de analito medidos en tiempo real del operador 3202 caen fuera del rango seguro predeterminado o cruzan un umbral predeterminado, el sistema informático 3210 puede entonces programarse para controlar, deshabilitar o modificar funcionamiento del vehículo 3206.

[0187] En algunas realizaciones, por ejemplo, el sistema informático 3210 puede configurarse para desactivar varios sistemas críticos del vehículo cuando los niveles de analito detectados del operador 3202 caen fuera de un rango predeterminado o cruzan de otro modo un umbral predeterminado, desactivando así progresivamente y de forma segura el funcionamiento del vehículo cuando se identifica al operador 3202 como incapacitado para el funcionamiento seguro del vehículo 3206. Los sistemas críticos del vehículo 3206 que pueden desactivarse incluyen el sistema de encendido (por ejemplo, sistema de conmutación/control de energía), el sistema de transmisión (o caja de cambios), el sistema de combustible, el sistema de suministro de energía (por ejemplo, una batería, un condensador, una celda de conversión/reacción, etc.). Cuando se detectan niveles de analito elevados o reducidos (inseguros), el sistema informático 3210 puede impedir que los sistemas críticos del vehículo se activen o funcionen. En consecuencia, el operador 3202 no podrá arrancar ni hacer funcionar el vehículo 3206, impidiendo así que el operador 3202 se ponga a sí mismo y/o a otros en peligro.

[0188] En otras realizaciones, o además de las mismas, el sistema informático 3210 puede configurarse para activar varios sistemas no críticos del vehículo cuando los niveles de analito detectados del operador 3202 superan o cruzan un umbral predeterminado. Los sistemas no críticos del vehículo que pueden activarse incluyen, por ejemplo, la bocina del vehículo, las luces del vehículo o un sistema de advertencia audible instalado en el vehículo 3206. En dichas realizaciones, la activación de los sistemas no críticos del vehículo puede alertar a las fuerzas del orden y a otros (por ejemplo, operadores de vehículos adyacentes, transeúntes, peatones, etc.) de un operador 3202 que puede estar conduciendo en una condición de incapacidad, lo que permite a las fuerzas del orden abordar rápidamente cualquier problema relacionado con ello y poner a otros en alerta sobre una situación potencialmente peligrosa.

[0189] En aún otras realizaciones, o además de las mismas, el sistema informático 3210 puede estar configurado para realizar automáticamente una llamada telefónica a uno o más contactos de emergencia cuando los niveles de analito del operador 3202 caen fuera de un rango operativo seguro predeterminado o cruzan de otro modo un umbral predeterminado. En dichas realizaciones, el sistema informático 3210 puede funcionar a través del dispositivo lector 120 (por ejemplo, un móvil) o un sistema de comunicación celular o por satélite incorporado en el vehículo 3206 (por ejemplo, OnStar®). En otras realizaciones, o además de las mismas, el sistema informático 3210 puede estar configurado para enviar automáticamente un mensaje (por ejemplo, mensaje de texto o SMS, correo electrónico, etc.) a un contacto de emergencia cuando los niveles de analito del operador 3202 caen fuera de un rango operativo seguro predeterminado o cruzan de otro modo un umbral predeterminado. Los contactos de emergencia de ejemplo incluyen, pero sin limitarse a los mismos, un cónyuge, un padre, personal médico (por ejemplo, un médico), un hospital, 911 o cualquier combinación de ellos.

[0190] En algunas realizaciones, el sistema 3200 puede incluir además uno o más sensores de proximidad 3212 configurados para detectar la presencia del operador 3202 y, más particularmente, el dispositivo de control de sensor 102. En dichas realizaciones, el sensor o sensores de proximidad 3212 pueden estar configurados para monitorizar el área general del asiento del operador 3214 dentro del vehículo 3206. Si el sensor o sensores de proximidad 3212 detectan el dispositivo de control de sensor 102 dentro del área del asiento del operador 3214, eso puede proporcionar una indicación positiva de que el operador 3202 está en el asiento del operador 3214 y potencialmente está intentando hacer funcionar el vehículo 3206. En dichos casos, se puede enviar una señal al módulo de control 3204 para alertar al sistema informático 3210 de que el operador 3202 está en el vehículo 3206 y potencialmente está intentando hacer funcionar el vehículo 3206. Si los niveles de analito medidos en tiempo real del operador 3202 están dentro de un rango seguro predeterminado o por debajo de un nivel predeterminado, entonces el sistema informático 3210 puede permitir que el operador 3202 haga funcionar el vehículo 3206. Sin embargo, cuando los niveles de analito medidos en tiempo real del operador 3202 caen fuera del rango seguro predeterminado o cruzan un umbral predeterminado, el sistema informático 3210 puede controlar, deshabilitar o modificar el funcionamiento del vehículo 3206, tal como se describió en general anteriormente. Como se entenderá, el sensor o sensores de proximidad 3212 pueden ser ventajosos para evitar el funcionamiento del vehículo 3206 solamente cuando el operador 3202 incapacitado esté en el asiento del operador 3214 y listo para hacer funcionar el vehículo 3206. En consecuencia, un usuario que lleva el dispositivo de control de sensor 102 puede viajar como pasajero en el vehículo 3206 en cualquier estado sin afectar el funcionamiento del módulo de control 3204 o del vehículo 3206.

[0191] En algunas realizaciones, el módulo de control 3204 puede incluir además un módulo de detección de estado del vehículo 3216 configurado para detectar el estado actual del vehículo 3206, incluyendo si el vehículo 3206 está actualmente en movimiento o está estacionario. Además, el módulo de detección de estado del vehículo 3216 puede estar configurado para determinar si el motor en el vehículo 3206 está actualmente en funcionamiento o está detenido. En una o más realizaciones, el módulo de detección de estado del vehículo 3216 puede proporcionar una señal de estado al módulo de control 3204, y el módulo de control 3204 puede entonces utilizar la señal de estado para determinar qué operaciones del vehículo deben activarse o deshabilitarse cuando los niveles de analito medidos en tiempo real del operador 3202 caen fuera del rango seguro predeterminado o cruzan un umbral predeterminado. Por ejemplo, cuando la señal de estado indica que el vehículo 3206 está estacionario, el módulo de control 3204 puede deshabilitar el sistema de combustible del vehículo, el sistema de transmisión, el sistema de encendido o cualquier combinación de los mismos. Por el contrario, cuando la señal de estado indica que el vehículo 3206 está en movimiento, el módulo de control 3204 puede activar la bocina del vehículo, hacer parpadear las luces del vehículo o activar una advertencia audible para el operador 3202 y/o aquellos alrededor del operador 3202 de que el operador 3202 está incapacitado.

[0192] En algunas realizaciones, una vez que el operador 3202 ingresa en el vehículo 3206 o cuando el módulo de control 3204 se empareja con el dispositivo de control de sensor 102 y/o el dispositivo lector 120, se puede iniciar una aplicación en el dispositivo lector 120 o en la interfaz de usuario del vehículo 3208, y puede aparecer un tablero digital en el dispositivo lector 120 y/o en la interfaz de usuario del vehículo 3208 que muestra los niveles de analito actuales, la tendencia, los datos históricos y los niveles de analito proyectados. Sin embargo, si los niveles de analito actuales caen fuera de un rango de operación seguro predeterminado, el sistema informático 3210 puede programarse para deshabilitar uno o más sistemas críticos del vehículo para evitar que el operador 3202 haga funcionar el vehículo 3206. En dichas realizaciones, el módulo de control 3204 puede emitir una alerta visual o audible para informar al operador 3202 sobre el motivo por el cual el vehículo 3206 no está arrancando. Más particularmente, se puede generar una alerta visual (por ejemplo, un mensaje escrito) y mostrarla en el dispositivo lector 120 o en la interfaz de usuario del vehículo 3208, o se puede transmitir una alerta audible (por ejemplo, un mensaje vocal) a través de los altavoces del dispositivo lector 120 o del vehículo 3206.

[0193] Si no se hace automáticamente, se puede solicitar al operador 3202 que obtenga un nivel de analito actual al emparejar el dispositivo de control de sensor 102 con el módulo de control 3204. En algunos casos, se puede impedir que el vehículo 3206 funcione hasta que se obtenga un nivel de analito actual. Si los niveles de analito actuales están dentro de límites seguros, el sistema informático 3210 puede permitir el funcionamiento del vehículo 3206. En algunos aspectos, y a menos que se haga automáticamente, el módulo de control 3204 puede solicitar al operador 3202 que obtenga niveles de analito actuales adicionales después de hacer funcionar el vehículo 3206 durante un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, después de 1 hora, 2 horas, 5 horas, etc.).

[0194] En algunas realizaciones, el módulo de control 3204 puede estar configurado para emitir recomendaciones visuales o audibles o instrucciones al operador 3202 que pueden ayudar a que los niveles de analito medidos vuelvan a rangos seguros. En dichas realizaciones, dichas recomendaciones visuales o audibles pueden incitar al usuario a realizar alguna acción que podría dar como resultado que los niveles de analito vuelvan a rangos seguros. Además, en algunas realizaciones, el operador 3202 puede ser capaz de comunicarse con el módulo de control 3204 verbalmente emitiendo respuestas o comandos verbales. Esto puede resultar ventajoso para ayudar a prevenir la operación distraída del vehículo 3206.

[0195] En algunas realizaciones, el operador 3202 puede personalizar los ajustes del módulo de control 3204 para permitir que el usuario tome decisiones informadas una vez que se han detectado niveles de analito inseguros y el módulo de control 3204 ha emitido una alerta visual o audible. Más específicamente, en al menos una realización, el módulo de control 3204 puede incluir una función de derivación que el operador 3202 puede habilitar para permitir que el operador 3202 haga funcionar el vehículo 3206 incluso cuando se han medido niveles de analito inseguros. En dichas realizaciones, el operador 3202 puede hacer funcionar el vehículo 3206 reconociendo que el operador 3202 podría estar funcionando el vehículo 3206 en un estado de salud deteriorado o inseguro.

[0196] En algunas realizaciones, el sistema informático 3210 puede configurarse o programarse de otro modo para calcular una línea de tiempo prevista en la que los niveles de analito del operador 3202 pueden alejarse de un rango seguro predeterminado o en cualquier caso cruzar un umbral predeterminado. En dichas realizaciones, el módulo de control 3204 puede configurarse para emitir alertas visuales o audibles al operador 3202 indicando aproximadamente cuánto tiempo tiene el operador 3202 antes de que se puedan alcanzar niveles de analito inseguros y pueda sobrevenir una posible condición médica insegura. Se pueden proporcionar múltiples alertas para indicar cuándo el operador tiene incrementos de tiempo específicos restantes antes de que se alcancen niveles de analito inseguros. Por ejemplo, se pueden emitir alertas visuales o audibles cuando se alcanzarán niveles de analito inseguros en una hora, en media hora, en 10 minutos, en 5 minutos, en 1 minuto y en cualquier incremento de tiempo entre ellos. Además, se puede emitir una alerta visual o audible una vez que los niveles de analito del operador alcancen un nivel inseguro o crucen un umbral predeterminado.

[0197] En algunas realizaciones, si se miden niveles de analito inseguros mientras el operador 3202 está operando el vehículo 3206, el módulo de control 3204 puede estar configurado para emitir una o más alertas (visuales o audibles) que adviertan al operador 3202 de los niveles de analito inseguros. En algunos casos, el volumen del estéreo en el vehículo 3206 puede reducirse automáticamente para permitir que el operador 3202 escuche una alerta audible. En dichas realizaciones, el módulo de control 3204 puede estar configurado para sugerir una o más acciones correctivas al operador 3202. Las acciones correctivas de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, reducir la velocidad y detener el vehículo 3206, localizar y conducir hasta una tienda de conveniencia o farmacia cercana, y localizar un hospital o centro médico cercano. Si el vehículo 3206 es un vehículo autónomo y los niveles actuales de analito colocan al operador 3202 en condiciones potencialmente peligrosas, el módulo de control 3204 puede dirigir automáticamente el vehículo 3206 a un centro médico para su tratamiento. Como alternativa, o además de ello, el módulo de control 3204 puede reducir o restringir progresivamente la velocidad del vehículo 3206 cuando se detectan niveles de analito inseguros, obligando así al operador 3202 a detenerse y solucionar el problema antes de continuar operando el vehículo 3206.

[0198] El sistema 3200 puede ser útil en varios escenarios diferentes para proteger al operador 3202 y/o a quienes se encuentran alrededor del operador 3202 mientras conduce. En algunas aplicaciones, el sistema 3200 puede ser incorporado voluntariamente por el operador para detectar la incapacidad en tiempo real. En otras aplicaciones, el propietario del vehículo 3206 puede requerir al sistema 3200 para que detecte la incapacidad del operador 3202. En dichas aplicaciones, el propietario del vehículo 3206 puede ser una empresa de transporte o de camiones. En aún otras aplicaciones, el sistema 3200 puede ser impuesto legalmente al operador 3202 para detectar la incapacidad.

[0199] Las realizaciones divulgadas en este documento incluyen:

K. Un sistema de control de vehículo y monitorización de analitos que incluye un dispositivo de control de sensor que tiene un sensor que detecta y monitoriza uno o más analitos presentes dentro de un cuerpo de un operador, y un módulo de control en comunicación con el dispositivo de control de sensor y un sistema eléctrico de un vehículo, incluyendo el módulo de control un sistema informático programado para recibir y procesar datos proporcionados por el dispositivo de control de sensor, en el que el funcionamiento del vehículo es controlado o deshabilitado por el sistema informático cuando un nivel de analito medido en tiempo real del operador cruza un umbral seguro predeterminado.

L. Un procedimiento que incluye detectar y monitorizar uno o más analitos presentes dentro de un cuerpo de un operador con un dispositivo de control de sensor que tiene un sensor, recibir y procesar datos proporcionados por el dispositivo de control de sensor con un módulo de control en comunicación con el dispositivo de control de sensor y un sistema eléctrico de un vehículo; y controlar o deshabilitar la operación del vehículo con un sistema informático del módulo de control cuando un nivel de analito medido en tiempo real del operador cruza un umbral seguro predeterminado.

[0200] Cada una de las realizaciones K y L puede tener uno o más de los siguientes elementos adicionales en cualquier combinación: Elemento 1: en el que el dispositivo de control de sensor está acoplado al operador y el sensor está colocado transcutáneamente debajo de la piel del operador para detectar y monitorizar los analitos presentes dentro de un fluido corporal del operador. Elemento 2: en el que el dispositivo de control de sensor comprende un sensor de analitos ex vivo. Elemento 3: que comprende además un dispositivo lector que recibe los datos del dispositivo de control de sensor y transmite los datos al módulo de control. Elemento 4: en el que el vehículo comprende un vehículo de transporte seleccionado del grupo que consiste en un automóvil, un vehículo autónomo, un camión, un vehículo utilitario deportivo, una aeronave, una embarcación, una nave espacial o cualquier combinación de los mismos. Elemento 5: en el que el dispositivo de control de sensor se empareja con el módulo de control para comunicarse cuando el operador se acerca al vehículo. Elemento 6: que comprende además una interfaz de usuario del vehículo incluida en el vehículo y en comunicación con el módulo de control. Elemento 7: en el que el funcionamiento del vehículo se deshabilita deshabilitando uno o más sistemas críticos del vehículo, seleccionándose los sistemas críticos del grupo que consiste en un sistema de encendido, un sistema de transmisión, un sistema de combustible y un sistema de suministro de energía. Elemento 8: en el que el funcionamiento del vehículo se controla mediante al menos uno de activación de uno o más sistemas no críticos del vehículo, llamada o envío de un mensaje a uno o más contactos de emergencia y reducción progresiva de la velocidad del vehículo. Elemento 9: que comprende además uno o más sensores de proximidad instalados en el vehículo para monitorizar un área del asiento del conductor del vehículo y detectar la presencia del operador. Elemento 10: en el que el módulo de control incluye además un módulo de detección del estado del vehículo que detecta el estado actual del vehículo. Elemento 11: en el que el módulo de control genera alertas visuales o audibles perceptibles por el operador cuando el nivel de analito medido en tiempo real del operador cae fuera del umbral de seguridad predeterminado. Elemento 12: en el que las alertas visuales o audibles se generan en incrementos de tiempo específicos antes de que se alcancen niveles de analito inseguros. Elemento 13: en el que las alertas visuales o audibles comprenden una o más acciones correctivas sugeridas comunicadas al operador. Elemento 14: en el que el módulo de control incluye una característica de derivación que permite al operador operar el vehículo cuando el nivel de analito medido en tiempo real del operador cruza el umbral predeterminado.

[0201] Elemento 15: que comprende además recibir los datos del dispositivo de control de sensor y transmitir los datos al módulo de control con un dispositivo lector en comunicación con el dispositivo de control de sensor y el módulo de control. Elemento 16: en el que deshabilitar el funcionamiento del vehículo comprende deshabilitar uno o más sistemas críticos del vehículo, seleccionándose los sistemas críticos del grupo que consiste en un sistema de encendido, un sistema de transmisión, un sistema de combustible y un sistema de suministro de energía. Elemento 17: en el que controlar el funcionamiento del vehículo comprende al menos uno de activar uno o más sistemas no críticos del vehículo, llamar o enviar un mensaje a uno o más contactos de emergencia y reducir progresivamente la velocidad del vehículo. Elemento 18: que comprende además monitorizar un área del asiento del operador del vehículo y detectar la presencia del operador con uno o más sensores de proximidad instalados en el vehículo. Elemento 19: que comprende además detectar el estado actual del vehículo con un módulo de detección del estado del vehículo incluido en el módulo de control. Elemento 20: comprende además generar alertas visuales o audibles perceptibles por el operador con el módulo de control cuando el nivel de analito medido en tiempo real del operador cruza el umbral predeterminado.

[0202] En el presente documento se presentan una o más realizaciones ilustrativas que incorporan diversas características. No se describen ni se muestran todas las características de una implementación física en aras de la claridad. Se entiende que en el desarrollo de una realización física que incorpora las realizaciones de la presente invención, se deben tomar numerosas decisiones específicas de la implementación para lograr los objetivos del desarrollador, tal como el cumplimiento de las restricciones relacionadas con el sistema, relacionadas con el negocio, relacionadas con el gobierno y otras, que varían según la implementación y de vez en cuando. Si bien los esfuerzos de un desarrollador pueden emplear mucho tiempo, dichos esfuerzos serían, no obstante, una tarea rutinaria para aquellos con conocimientos ordinarios en la materia y que se benefician de esta divulgación.

[0203] Si bien en este documento se describen diversos sistemas, herramientas y procedimientos en términos de "que comprenden" diversos componentes o etapas, los sistemas, herramientas y procedimientos también pueden "consistir esencialmente en" o "consistir en" los diversos componentes y etapas.

[0204] Tal como se utiliza en el presente documento, la frase "al menos uno de" que precede a una serie de elementos, con los términos "y" o "o" para separar cualquiera de los elementos, modifica la lista en su totalidad, en lugar de cada miembro de la lista (es decir, cada elemento). La frase "al menos uno de" permite un significado que incluye al menos uno de cualquiera de los elementos, y/o al menos uno de cualquier combinación de los elementos, y/o al menos uno de cada uno de los elementos. A modo de ejemplo, las frases "al menos uno de A, B y C" o "al menos uno de A, B o C" se refieren cada uno solo a A, solo a B o solo a C; cualquier combinación de A, B y C; y/o al menos uno de cada uno de A, B y C.

[0205] Por lo tanto, los sistemas, herramientas y procedimientos divulgados están bien adaptados para lograr los fines y ventajas mencionados, así como aquellos que son inherentes a los mismos. Las realizaciones particulares divulgadas anteriormente son solo ilustrativas, ya que las enseñanzas de la presente divulgación pueden modificarse y practicarse de maneras diferentes, pero equivalentes, evidentes para aquellos expertos en la técnica que tengan el beneficio de las enseñanzas en el presente documento. Además, no se pretenden limitaciones para los detalles de construcción o diseño mostrados en el presente documento, excepto como se describe en las reivindicaciones a continuación. Los sistemas, herramientas y procedimientos divulgados de manera ilustrativa en el presente documento pueden practicarse adecuadamente en ausencia de cualquier elemento que no esté específicamente divulgado en el presente documento y/o cualquier elemento opcional divulgado en el presente documento. Si bien los sistemas, herramientas y procedimientos se describen en términos de "que comprenden", "que contienen" o "que incluyen" varios componentes o etapas, los sistemas, herramientas y procedimientos también pueden "consistir esencialmente en" o "consistir en" los diversos componentes y etapas. Todos los números e intervalos divulgados anteriormente pueden variar en cierta cantidad. Siempre que se divulga un intervalo numérico con un límite inferior y un límite superior, se divulga específicamente cualquier número y cualquier intervalo incluido que se encuentre dentro del intervalo. En particular, se debe entender que cada intervalo de valores (de la forma, "de aproximadamente a a aproximadamente b", o, equivalentemente, "de aproximadamente a a b", o, equivalentemente, "de aproximadamente a-b") divulgado en el presente documento establece cada número e intervalo comprendido dentro del intervalo más amplio de valores. Además, los términos en las reivindicaciones tienen su significado simple y ordinario a menos que el titular de la patente los defina explícita y claramente de otra manera.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sensor de analitos que comprende:

una cola de sensor (600) configurada para su inserción en un tejido, comprendiendo la cola de sensor (600) al menos un electrodo de trabajo (614a); y

una primera y una segunda áreas activas (618a, 618b) dispuestas sobre la cola de sensor (600), comprendiendo la primera y la segunda áreas activas (618a, 618b) al menos dos enzimas diferentes para medir una concentración de al menos un analito;

en el que la primera área activa (618a) está recubierta, después de estar dispuesta sobre la cola de sensor (600), con un primer polímero de membrana y un segundo polímero de membrana que difieren entre sí.

2. Sensor de analitos, según la reivindicación 1, en el que la primera área activa (618a) está recubierta con una mezcla del primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana, y uno del primer polímero de membrana y el segundo polímero de membrana recubre la segunda área activa (618b) como una membrana homogénea o en el que la primera área activa (618a) está recubierta con una membrana bicapa (621) que comprende el primer polímero de membrana dispuesto sobre el segundo polímero de membrana, y el segundo polímero de membrana recubre la segunda área activa (618b) como una membrana homogénea.

3. Sensor de analitos, según la reivindicación 1, en el que la primera área activa (618a) comprende una primera enzima de dichas al menos dos enzimas diferentes y la segunda área activa (618b) comprende una segunda enzima de dichas al menos dos enzimas diferentes.

4. Sensor de analitos, según la reivindicación 3, en el que la primera enzima no es reactiva con dicho al menos un analito, y la primera y la segunda enzimas son capaces de interactuar de forma conjunta para generar una señal proporcional a la concentración de dicho al menos un analito.

5. Sensor de analitos, según la reivindicación 4, en el que la segunda enzima es capaz de convertir dicho al menos un analito en un producto reactivo con la primera enzima, de modo que la primera enzima es capaz de hacer reaccionar el producto para generar una señal en el electrodo de trabajo (614a).

6. Sensor de analitos, según la reivindicación 4, en el que la primera enzima es xantina oxidasa y la segunda enzima es glucosa oxidasa, comprendiendo además al menos una de la primera área activa (618a) y la segunda área activa (618b) catalasa, opcionalmente en el que la catalasa está presente en la primera área activa (618a).

7. Sensor de analitos, según la reivindicación 4, en el que la primera área activa (618a) está dispuesta directamente sobre el electrodo de trabajo (614a) y comprende además un agente de transferencia de electrones.

8. Sensor de analitos, según la reivindicación 4, en el que el primer polímero de membrana está dispuesto directamente sobre la primera área activa (618a), la segunda área activa (618b) está dispuesta directamente sobre el primer polímero de membrana, y el segundo polímero de membrana está dispuesto directamente sobre la segunda área activa (618b).

9. Sensor de analitos, según la reivindicación 3, en el que la cola del sensor (600) comprende un primer electrodo de trabajo (614a) y un segundo electrodo de trabajo (614b), la primera área activa (618a) está dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo (614a), la segunda área activa (618b) está dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo (614b), la primera enzima es reactiva con un primer analito para generar una señal proporcional a la concentración del primer analito, y la segunda enzima es reactiva con un segundo analito para generar una señal proporcional a la concentración del segundo analito.

10. Sensor de analitos, según la reivindicación 3, en el que cada una de las primera y segunda áreas activas (618a, 618b) tiene un potencial de oxidación-reducción, y el potencial de oxidación-reducción de la primera área activa (618a) está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa (618b) para permitir la producción de una señal de la primera área activa (618a) independientemente de la producción de una señal de la segunda área activa (618b).

11. Sensor de analitos, según la reivindicación 10, en el que el potencial de oxidación-reducción de la primera área activa (618a) está separado del potencial de oxidación-reducción de la segunda área activa (618b) en al menos aproximadamente 100 mV.

12. Sensor de analitos, según la reivindicación 10, en el que la señal de la primera área activa (618a) corresponde a la primera concentración de analito y la señal de la segunda área activa (618b) corresponde a la segunda concentración de analito.

13. Sensor de analitos, según la reivindicación 10, en el que la primera área activa (618a) comprende un primer agente de transferencia de electrones y la segunda área activa (618b) comprende un segundo agente de transferencia de electrones diferente del primer agente de transferencia de electrones.

14. Sistema (3200) que comprende:

un sensor de analitos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y

un módulo de control (3204) en comunicación con el sensor de analitos y un sistema eléctrico de un vehículo (3206), incluyendo el módulo de control (3204) un sistema informático (3208) programado para recibir y procesar datos proporcionados por el sensor de analitos,

en el que el funcionamiento del vehículo (3206) es controlado o deshabilitado por el sistema informático (3208) cuando un nivel de analito medido en tiempo real de un operador (3202) cruza un umbral seguro predeterminado.