ES2999057T3

ES2999057T3 - Analyte sensors and sensing methods for detecting creatinine

Info

Publication number: ES2999057T3
Application number: ES19783893T
Authority: ES
Inventors: Tianmei Ouyang; Benjamin J Feldman; Hyun Cho
Original assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Current assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2025-02-24
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: AU2019427806A1; JP7135218B2; US20200241015A1; CN113518584A; JP2022518568A; CA3126406A1; AU2023222891A1; EP4552566A1; JP7714726B2; CN119454012A; JP2025142042A; EP3917392A1; JP7480234B2; EP3917392B1; CN113518584B; WO2020159584A1; AU2019427806B2; JP2022172249A; JP2024091894A

Abstract

Los niveles de creatinina pueden ser monitoreados como una medida de la función renal. Convencionalmente, se utilizan pruebas de sangre y/o orina para este propósito. Los sensores de analito capaces de monitorear la creatinina in vivo pueden comprender: una cola del sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo, un área activa sensible a la creatinina dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, una primera membrana que es permeable a la creatinina y recubre el área activa sensible a la creatinina, y un eliminador de oxígeno ubicado sobre la cola del sensor en proximidad al área activa sensible a la creatinina. El área activa sensible a la creatinina comprende un primer agente de transferencia de electrones, un primer polímero y un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas, particularmente creatinina amidohidrolasa, creatinina amidohidrolasa y sarcosina oxidasa, que son capaces de actuar en conjunto para facilitar la detección de creatinina. Una enzima oxidasa puede servir como eliminador de oxígeno, particularmente glucosa oxidasa cuando se detecta creatinina en fluidos que también contienen glucosa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sensores de analito y procedimientos de detección para detectar creatinina

ANTECEDENTES

[0001] La detección de varios analitos dentro de una persona puede ser a veces vital para monitorizar el estado de su salud y bienestar. La desviación de los niveles normales de analito a menudo puede ser indicativa de una afección fisiológica subyacente, tal como una afección o enfermedad metabólica, o exposición a condiciones ambientales particulares. Si bien un solo analito puede estar desregulado de manera singular para una afección fisiológica dada, a veces sucede que más de un analito está desregulado simultáneamente, ya sea debido a la misma afección fisiológica o como resultado de una afección fisiológica comórbida (relacionada). Cuando múltiples analitos están desregulados simultáneamente, el grado de desregulación puede variar para cada analito. Por tanto, puede ser necesario monitorizar cada analito para obtener una evaluación satisfactoria de la salud de una persona.

[0002] La monitorización periódica ex vivo de analitos utilizando un fluido corporal extraído puede ser suficiente para observar una afección fisiológica dada para muchas personas. Sin embargo, la monitorización ex vivo de analitos puede ser incómoda o dolorosa para algunas personas, en particular si la extracción de fluido corporal debe realizarse con bastante frecuencia (por ejemplo, varias veces al día). La monitorización continua de analitos utilizando un sensor de analitos in vivo implantado puede 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 beneficiosa para otras personas debido a la comodidad que ofrece. La monitorización continua de analitos puede permitir que una persona o un médico aborden de manera proactiva los niveles anormales de analitos antes de que tengan la oportunidad de provocar consecuencias de salud más significativas, tales como daño o insuficiencia del órgano. Los sensores de analitos subcutáneos, intersticiales o dérmicos pueden proporcionar una precisión de medición suficiente en muchos casos al tiempo que ofrecen una incomodidad mínima para el usuario.

[0003] Muchos analitos representan objetivos interesantes para los análisis fisiológicos, siempre que se pueda identificar una química de detección adecuada. Con este fin, en los últimos años se han desarrollado y perfeccionado sensores amperométricos configurados para analizar la glucosa in vivo con el fin de ayudar a monitorizar la salud de las personas diabéticas. Otros analitos que suelen estar sujetos a una desregulación simultánea con la glucosa en las personas diabéticas incluyen, por ejemplo, el lactato, el oxígeno, el pH, la Ale, las cetonas y similares. Se conocen sensores configurados para detectar analitos que suelen estar desregulados en combinación con la glucosa, pero actualmente están considerablemente menos perfeccionados.

[0004] Los sensores de analito in vivo normalmente están configurados para analizar un único analito con el fin de proporcionar análisis específicos, empleando a menudo una enzima para proporcionar una alta especificidad para un analito dado. Debido a dicha especificidad analítica, los sensores de analito in vivo actuales configurados para analizar glucosa son generalmente ineficaces para analizar otros analitos que frecuentemente se desregulan en combinación con glucosa o que resultan de niveles de glucosa desregulados. En el mejor de los casos, los enfoques de monitorización de analito actuales requieren que una persona diabética use dos sensores de analito in vivo diferentes, uno configurado para analizar glucosa y el otro configurado para analizar otro analito de interés, tal como lactato o cetonas. Los enfoques de monitorización de analito que emplean múltiples sensores de analito in vivo pueden ser muy inconvenientes para un usuario. Además, cuando se utilizan múltiples sensores de analito in vivo, existe una carga de coste adicional para el equipo y una mayor probabilidad estadística de fallo de al menos uno de los sensores de analito in vivo individuales.

[0005] Las personas diabéticas son a menudo particularmente susceptibles a afecciones comórbidas, que pueden resultar de una mala gestión de sus niveles de insulina o incluso como consecuencia de tener una diabetes bien controlada durante un largo período de tiempo. A modo de ejemplo, la neuropatía diabética puede resultar de niveles altos de glucosa en sangre y conducir a una eventual insuficiencia renal. La neuropatía diabética es la principal causa de insuficiencia renal en los Estados Unidos y la padecen un número significativo de personas diabéticas dentro de los primeros 10-20 años de su enfermedad. Las pruebas de diagnóstico para evaluar la función renal se basan actualmente en la medición de niveles elevados de creatinina en muestras de sangre y/o orina. Aunque es deseable detectar una posible insuficiencia renal lo antes posible, los enfoques de pruebas de diagnóstico actuales se realizan habitualmente durante un período de tiempo prolongado (meses a años) para verificar que los niveles de creatinina están persistentemente aumentados o tienen una tendencia ascendente con el tiempo. La poca frecuencia de la monitorización convencional de la creatinina puede aumentar el riesgo de que se produzca una insuficiencia renal si no se detecta una función renal anormal con la suficiente antelación.

[0006] El documento US 2001/003045 A1 describe un sensor químico que incluye una capa enzimática, una capa de difusión y una capa de barrera de analito colocada sobre la capa de difusión. Se forman aberturas mediante microfabricación en la capa de barrera de analito para permitir un flujo controlado de analito hacia la capa de difusión.

[0007] El documento US 2012/181189 A1 se refiere a un biosensor amperométrico para la determinación de creatinina u otros analitos en un fluido de muestra.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0008] 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.

Las Figuras 2A y 2B muestran un ejemplo de un sistema enzimático concertado que puede usarse para detectar creatinina de acuerdo con la presente divulgación.

Las Figuras 3A-3C muestran diagramas en sección transversal de sensores de analito ilustrativos que tienen un área activa adecuada para detectar creatinina.

Las Figuras 4A-4C muestran diagramas en sección transversal de sensores de analito ilustrativos que tienen un único electrodo de trabajo y áreas activas adecuadas para detectar creatinina y glucosa.

La Figura 5 muestra un diagrama en sección transversal de un sensor de analito ilustrativo que tiene dos electrodos de trabajo y áreas activas adecuadas para detectar creatinina y glucosa.

Las Figuras 6A-6D muestran vistas en perspectiva de sensores de analito ilustrativos que presentan electrodos dispuestos concéntricamente entre sí.

Las Figuras 7A y 7B muestran diagramas de áreas activas sensibles a la creatinina que tienen una membrana y un secuestrador de oxígeno dispuesto sobre ellas.

La Figura 8 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente para tres réplicas de un sensor que contiene un área activa sensible a la creatinina recubierta con glucosa oxidasa cuando se expone a diferentes concentraciones de creatinina.

La Figura 9 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente para un único sensor que contiene un área activa sensible a la creatinina recubierta con glucosa oxidasa cuando se expone a diversas concentraciones de creatinina.

DESCRIPCION DETALLADA

[0009] La presente invención es tal como se especifica en las reivindicaciones.

[0010] La presente divulgación describe en general sensores de analitos que emplean múltiples enzimas para la detección de uno o más analitos y, más específicamente, sensores de analitos que emplean múltiples enzimas para la detección de al menos creatinina y, opcionalmente, otros analitos y procedimientos correspondientes para su uso.

[0011] Tal como se ha comentado anteriormente, los sensores de analito que emplean una enzima se utilizan habitualmente para monitorizar un único analito, tal como la glucosa, debido a la frecuente especificidad de la enzima para un sustrato o una clase de sustrato en particular. También se pueden monitorizar otros analitos, siempre que se pueda identificar una química de detección adecuada. La monitorización de múltiples analitos puede complicarse por la necesidad de emplear un número correspondiente de sensores de analito para detectar cada analito por separado. Este enfoque puede ser problemático o indeseable, especialmente cuando se monitorizan múltiples analitosin vivo,debido a cuestiones como, por ejemplo, el coste de múltiples sensores de analito, la incomodidad del usuario al llevar puestos múltiples sensores de analito y una mayor probabilidad estadística de fallo de un sensor de analito individual.

[0012] Los sensores de analitos sensibles a la glucosa son un campo bien estudiado y aún en desarrollo para ayudar a las personas diabéticas a controlar mejor su salud. A pesar de la prevalencia de afecciones comórbidas en personas diabéticas, las químicas de los sensores adecuadas para el controlin vivode otros analitos que comúnmente se desregulan en combinación con la glucosa se han quedado muy atrás de la química de detección de glucosa más desarrollada. La creatinina, por ejemplo, puede ser un analito de particular interés para el control en personas susceptibles a insuficiencia renal, particularmente en personas diabéticas con riesgo de neuropatía diabética.

[0013] La presente divulgación proporciona sensores de analito que responden a la creatinina. Específicamente, la presente divulgación proporciona sensores de analito que pueden llevarse en el cuerpo para la monitorizaciónin vivode los niveles de creatinina de manera continua o casi continua. El análisis de los niveles de creatinina con los sensores de analito divulgados en este documento puede proporcionar a una persona o proveedor de atención médica una representación más precisa de la función renal durante un período de tiempo prolongado de lo que es posible con mediciones periódicas de laboratorioex vivo.Al analizar los niveles de creatinina de acuerdo con la presente divulgación, puede ser posible una intervención de atención médica más temprana para limitar el daño renal potencial y mejorar los resultados generales de salud de una persona.

[0014] La detección electroquímica de creatinina utilizando una única reacción enzimática no es factible, ya que no se conoce ninguna enzima que sea capaz de transferir electrones directamente desde la creatinina a un electrodo de trabajo. La presente divulgación alivia esta deficiencia al proporcionar químicas de sensores adecuadas para detectar creatinina con buena estabilidad de respuesta en un intervalo de concentraciones de creatinina. En particular, la presente divulgación utiliza sistemas enzimáticos que comprenden múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina. Tal como se utiliza en el presente documento, el término "de manera conjunta" se refiere 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. Aunque se define en términos de dos reacciones enzimáticas acopladas, se debe entender que en algunos casos pueden acoplarse más de dos reacciones enzimáticas. Por ejemplo, el producto de una primera reacción enzimática puede convertirse en el sustrato de una segunda reacción enzimática, y el producto de la segunda reacción enzimática puede convertirse en el sustrato de una tercera reacción enzimática, sirviendo la tercera reacción enzimática como base para medir la concentración del sustrato (analito) que reaccionó durante la primera reacción enzimática. Tal como se analiza más adelante en el presente documento, los sistemas enzimáticos adecuados para detectar creatinina de acuerdo con la presente divulgación emplean tres enzimas que actúan de manera conjunta, junto con una cuarta enzima u otro secuestrador de oxígeno para promover la depuración de oxígeno. La cuarta enzima u otro secuestrador de oxígeno no participa directamente en las reacciones enzimáticas concertadas, sino que evita que se produzca una reacción secundaria no deseada con el oxígeno.

[0015] Puede ser deseable utilizar dos o más enzimas que actúen de manera conjunta entre sí para detectar un analito de interés cuando una sola enzima no puede facilitar la detección, como es el caso de la creatinina. Las situaciones en las que una sola enzima puede ser ineficaz para facilitar la detección del analito incluyen, por ejemplo, aquellas en las que la enzima es inhibida por uno o más productos de reacción, no puede pasar cíclicamente de un estado oxidado a un estado reducido cuando se dispone en un sensor de analito y/o es desconocida para promover una ruta de reacción deseada necesaria para la detección. En el caso de la creatinina, la conversión enzimática de creatinina en creatina se produce hidrolíticamente y no da como resultado un cambio de estado de oxidación para proporcionar una corriente a un electrodo de trabajo para promover la detección de este analito. Un sistema enzimático que contiene múltiples enzimas que actúan de manera conjunta según la divulgación en el presente documento puede aliviar esta dificultad.

[0016] Los sensores de creatinina descritos en el presente documento pueden ser ventajosos para monitorizar los niveles de creatinina (y la función renal) en cualquier persona potencialmente en riesgo de daño o insuficiencia renal, pero pueden ser particularmente beneficiosos para personas diabéticas debido a la prevalencia de la neuropatía diabética. Aunque puede ser beneficioso monitorizar los niveles de creatinina solos, también es posible que una persona diabética monitorice tanto sus niveles de glucosa como de creatinina para lograr mejores resultados de salud, en particular dado que la monitorización de la glucosa ya se realiza de manera rutinaria por personas diabéticas. La presente divulgación proporciona la monitorización tanto de la glucosa como de la creatinina utilizando uno o más sensores de analitoin vivoque responden a cada analito, y en configuraciones particularmente ventajosas, se puede utilizar un único sensor de analito que responde a ambos analitosin vivo.Ventajosamente y sorprendentemente, se pueden fabricar sensores de analito que incorporan una funcionalidad de detección tanto para la glucosa como para la creatinina en una única cola de sensor empleando la divulgación en el presente documento.

[0017] Tal como se analiza más adelante en el presente documento en referencia a las Figuras 2A y 2B, un área activa sensible a la creatinina de la presente divulgación puede utilizar un secuestrador de oxígeno para facilitar la detección de creatinina utilizando el sistema enzimático que se muestra en las mismas. Las enzimas oxidasas pueden servir como secuestrador de oxígeno en ciertas configuraciones de sensor. La glucosa oxidasa puede ser un secuestrador de oxígeno particularmente ventajoso, ya que la glucosa está ampliamente presente en los fluidos corporales que también contienen creatinina, en cuyo caso la glucosa puede servir como un reactivo para depurar el oxígeno (véase la Reacción 1 a continuación). El secuestrador de oxígeno puede estar aislado eléctricamente del área activa sensible a la creatinina mediante una membrana, de modo que no genere una señal en el electrodo de trabajo que contiene el área activa sensible a la creatinina (es decir, al depurar el oxígeno promoviendo una reacción de oxidación). El secuestrador de oxígeno puede estar ubicado sobre la membrana para promover un secuestro eficaz del oxígeno dentro del área activa sensible a la creatinina. Además de estar dispuesto sobre la membrana, el secuestrador de oxígeno puede estar ubicado en una segunda ubicación sobre la cola del sensor remota de la membrana, en donde el secuestrador de oxígeno remoto puede funcionar de manera diferente en la ubicación remota (por ejemplo, promoviendo la detección de glucosa en un área activa sensible a la glucosa). Dependiendo de cómo y dónde esté dispuesto el secuestrador de oxígeno remoto, el secuestrador de oxígeno puede estar activo o inactivo para promover la detección de otro analito, particularmente glucosa, además de su función de depuración de oxígeno. Cuando está inactiva para promover la detección de glucosa, la glucosa oxidasa puede estar aislada eléctricamente de un electrodo de trabajo, de modo que la reacción de oxidación (depuración de oxígeno) promovida por esta enzima no conduzca a la generación de corriente en el electrodo de trabajo. Cuando la glucosa oxidasa está activa tanto para promover la detección de glucosa como para depurar oxígeno, la glucosa oxidasa puede estar presente en un área activa sensible a la glucosa que está dispuesta sobre un segundo electrodo de trabajo o posicionada sobre el electrodo de trabajo que contiene el área activa sensible a la creatinina de modo que se puedan obtener señales separadas de cada una. Más adelante en el presente documento se analizan con más detalle las estrategias para disponer tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa en una única cola de sensor.

[0018] Incluso con productos químicos de detección adecuados a mano, la incorporación de dos tipos diferentes de áreas activas en un único sensor de analito a veces no es una cuestión sencilla. Los sensores de analito a menudo emplean una membrana que recubre el área o áreas activas para funcionar como una membrana limitante de transporte de masa y/o para mejorar la biocompatibilidad. Limitar el acceso del analito al área o áreas activas con una membrana limitante de transporte de masa puede ayudar a evitar la sobrecarga del sensor (saturación), mejorando así el rendimiento y la precisión de la detección. Al ensayar múltiples analitos utilizando un único sensor de analito, los distintos analitos pueden exhibir diferentes valores de permeabilidad a lo largo de una membrana limitante de transporte de masa determinada, lo que potencialmente da como resultado sensibilidades muy dispares para cada analito. Incorporar diferentes membranas limitantes de transporte de masa en cada área activa puede ser problemático en algunos casos. Sorprendentemente y de manera ventajosa, la glucosa y la creatinina se pueden analizar con éxito utilizando una membrana limitante de transporte de masa que es en la composición la misma en cada ubicación, simplificando así la fabricación de sensores de analitos que tienen capacidades de detección para ambos analitos.

[0019] Antes de describir los sensores de analito de la presente divulgación con más detalle, se proporcionará primero una breve descripción general de las configuraciones de sensores de analitoin vivoadecuadas y los sistemas de sensores que emplean los sensores de analito para que las realizaciones de la presente divulgación se puedan entender mejor. La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema de detección ilustrativo que puede incorporar un sensor de analitos de la presente divulgación, específicamente un sensor de analitos que comprende un área activa sensible a creatinina y opcionalmente un área activa sensible a glucosa. Tal como se muestra, el sistema de detección 100 incluye un dispositivo de control de 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 encriptado o no encriptado. 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 múltiples dispositivos lectores 120 en ciertos casos. 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(s)/enlace(s) de comunicación 141 y/o 142, respectivamente, que también pueden ser cableados o inalámbricos, unidireccionales o bidireccionales, y encriptados o no encriptados. El dispositivo lector 120 también o de manera 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 comunicativamente 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 el sistema informático de confianza 180 sin que esté presente un dispositivo lector 120 intermedio. 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, tales como por ejemplo, protocolos de comunicación de campo cercano (NFC), identificación por radiofrecuencia (RFID), protocolos BLUETOOTH®o BLUETOOTH® de bajo consumo, 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 de sensor 102 incluye una carcasa de 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 comunicativamente al sensor 104, estando el procesador ubicado físicamente dentro de la carcasa de 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 hasta una profundidad deseada en un tejido determinado. La cola de sensor puede comprender al menos un electrodo de trabajo y un área activa sensible a creatinina dispuesto sobre el mismo. Opcionalmente, un área activa sensible a glucosa, además opcionalmente en combinación con segundo electrodo de trabado, pues estar ubicado sobre la cola del sensor para facilitar la detección de este analito. Un contraelectrodo puede estar presente en combinación con dicho al menos un electrodo de trabajo. Las configuraciones particulares de electrodos sobre la cola de sensor se describen con más detalle a continuación en referencia a las figuras 3A-7B.

[0022] Al menos una membrana limitante del transporte de masa puede recubrir el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa opcional, cuando esté presente, como también se describe con más detalle a continuación. El área activa sensible a la glucosa, cuando esté presente, puede comprender una enzima sensible a la glucosa. La membrana limitante del transporte de masa también puede recubrir el secuestrador de oxígeno (por ejemplo, glucosa oxidasa), en cuyo caso el secuestrador de oxígeno puede interponerse entre capas de membrana separadas.

[0023] El área activa sensible a la creatinina puede comprender un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina, tal como se describe a continuación en referencia a las Figuras 2A y 2B. El área activa sensible a la creatinina y, cuando está presente, el área activa sensible a la glucosa, pueden incluir un polímero al que las enzimas están unidas covalentemente, según diversas realizaciones. La glucosa oxidasa dispuesta fuera de un área activa sensible a la glucosa también puede estar unida covalentemente a un polímero en los sensores de analito descritos en el presente documento. Según la presente divulgación, la creatinina y, opcionalmente, la glucosa pueden monitorizarse 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 analito de la presente divulgación pueden adaptarse para analizar fluido dérmico o fluido intersticial para determinar concentraciones de creatinina y/o glucosain vivo.

[0024] Haciendo referencia todavía a la Figura 1, el sensor 104 puede enviar automáticamente datos al dispositivo lector 120. Por ejemplo, los datos de concentración de analito (es decir, concentraciones de creatinina y/o glucosa) 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 usuario 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, puede implementarse una combinación de transferencia de datos automática y no automática. Por ejemplo, la transferencia de datos puede continuar de forma automática hasta que el dispositivo lector 120 ya no esté dentro del rango de comunicación del sensor 104.

[0025] Un introductor puede estar presente transitoriamente 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, tales como vainas o cuchillas, pueden estar presentes en realizaciones alternativas. Más específicamente, la aguja u otro introductor pueden residir transitoriamente en la proximidad del sensor 104 antes de la inserción en el tejido y a continuación extraerse después. Cuando 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 puede extraerse de modo que no represente un peligro de elementos 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.

[0026] 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 en 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.

[0027] Un sistema enzimático adecuado que puede usarse para detectar creatinina según la presente divulgación se describe con más detalle en referencia a las Figuras 2A y 2B. Tal como se muestra, la creatinina puede reaccionar de forma reversible e hidrolítica en presencia de la creatinina amidohidrolasa (CNH) para formar creatina. La creatina, a su vez, puede experimentar hidrólisis catalítica en presencia de la creatinina amidohidrolasa (CRH) para formar sarcosina. Ninguna de estas reacciones produce un flujo de electrones (por ejemplo, oxidación o reducción) que proporcione una base para la detección electroquímica de la creatinina.

[0028] Tal como se muestra además en las Figuras 2A y 2B, la sarcosina producida a través de la hidrólisis de la creatina puede experimentar oxidación en presencia de la forma oxidada de la sarcosina oxidasa (SOX-ox) para formar glicina y formaldehído, generando así la forma reducida de la sarcosina oxidasa (SOX-red) en el proceso. El peróxido de hidrógeno también puede generarse en presencia de oxígeno (Figura 2B). La forma reducida de la sarcosina oxidasa, a su vez, puede a continuación experimentar una reoxidación en presencia de la forma oxidada de un agente de transferencia de electrones (por ejemplo, Os(III)), produciendo así la forma reducida correspondiente del agente de transferencia de electrones (por ejemplo, Os(II)) y suministrando un flujo de electrones al electrodo de trabajo.

[0029] El oxígeno puede interferir con la secuencia concertada de reacciones utilizadas para detectar creatinina según la presente divulgación. Específicamente, tal como se muestra en la Figura 2B, la forma reducida de la sarcosina oxidasa puede experimentar una reacción con el oxígeno para reformar la forma oxidada correspondiente de esta enzima, pero sin intercambiar electrones con el agente de transferencia de electrones. Aunque todas las enzimas permanecen activas cuando se produce la reacción con el oxígeno, no fluyen electrones hacia el electrodo de trabajo. Sin limitarse a ninguna teoría o mecanismo, se cree que la reacción competitiva con el oxígeno es el resultado de efectos cinéticos. Es decir, se cree que la oxidación de la forma reducida de la sarcosina oxidasa con oxígeno tiene lugar más rápido que la oxidación promovida por el agente de transferencia de electrones. El peróxido de hidrógeno también se forma en presencia del oxígeno.

[0030] La ruta de reacción deseada para facilitar la detección de creatinina se muestra en la Figura 2A. La oxidación de la forma reducida de la sarcosina oxidasa puede ser estimulada mediante la inclusión de un secuestrador de oxígeno cerca del sistema enzimático. Tal como se ha comentado anteriormente, pueden ser adecuados diversos secuestradores de oxígeno y disposiciones de los mismos, incluidas las enzimas oxidasas, tales como la glucosa oxidasa. También pueden ser adecuados los secuestradores de oxígeno de molécula pequeña, pero pueden consumirse por completo antes de que se agote por completo la vida útil del sensor. Las enzimas, por el contrario, pueden experimentar una oxidación y reducción reversibles, lo que permite una vida útil más larga del sensor. Al no estimular la oxidación de la forma reducida de la sarcosina oxidasa con oxígeno, puede producirse una reacción de intercambio de electrones más lenta con el agente de transferencia de electrones, lo que permite que se produzca una corriente en el electrodo de trabajo. La magnitud de la corriente producida es proporcional a la cantidad de creatinina que se hizo reaccionar inicialmente.

[0031] El secuestrador de oxígeno utilizado para estimular la ruta de reacción deseada en la Figura 2A puede ser una enzima oxidasa en cualquier realización de la presente divulgación. Cualquier enzima oxidasa puede usarse para promover el secuestro de oxígeno en la proximidad del sistema enzimático, siempre que un sustrato adecuado para la enzima también esté presente en un fluido que contenga creatinina, proporcionando así un reactivo para reaccionar con el oxígeno en presencia de la enzima oxidasa. Las enzimas oxidasas que pueden ser adecuadas para la depuración de oxígeno en la presente divulgación incluyen, pero sin limitarse a las mismas, glucosa oxidasa, lactato oxidasa, xantina oxidasa y similares. La glucosa oxidasa puede ser una enzima oxidasa particularmente adecuada para su uso en la presente divulgación debido a la fácil disponibilidad de glucosa en varios fluidos corporales. La reacción 1 a continuación muestra la reacción enzimática promovida por la glucosa oxidasa para permitir la depuración de oxígeno.

p-D-glucosa Oz — > D-glucono-1,5-lactona H 2 O 2 Reacción 1

La concentración de lactato disponiblein vivoes menor que la de glucosa, pero aún suficiente para promover el secuestro de oxígeno.

[0032] Las enzimas oxidasas, tales como la glucosa oxidasa, pueden colocarse en cualquier posición adecuada para promover el secuestro de oxígeno en los sensores de analito descritos en el presente documento. La glucosa oxidasa, por ejemplo, puede colocarse sobre la cola del sensor de manera que la glucosa oxidasa sea funcional y/o no funcional para promover la detección de glucosa. Cuando no es funcional para promover la detección de glucosa, la glucosa oxidasa puede colocarse sobre la cola del sensor de manera que los electrones producidos durante la oxidación de la glucosa no puedan alcanzar el electrodo de trabajo que recibe los electrones generados al oxidar la sarcosina. A continuación se abordan con más detalle los enfoques para aislar eléctricamente la glucosa oxidasa del electrodo de trabajo. Cuando es funcional para promover la detección de glucosa, la glucosa oxidasa puede ubicarse en un área activa sensible a la glucosa sobre un electrodo de trabajo, de manera que, además de secuestrar oxígeno en la proximidad del área activa sensible a la creatinina, los electrones generados durante la oxidación de la glucosa sean recibidos por el electrodo de trabajo. El electrodo de trabajo que tiene un área activa sensible a la glucosa sobre el mismo puede ser el mismo electrodo de trabajo que el que contiene el área activa sensible a la creatinina o un electrodo de trabajo diferente. A continuación en el presente documento también se describen enfoques adecuados para disponer la glucosa oxidasa dentro de un área activa sensible a la glucosa sobre un electrodo de trabajo particular. En los sensores de analito descritos en este documento se puede utilizar cualquier combinación de los enfoques anteriores para disponer la glucosa oxidasa sobre la cola del sensor.

[0033] Una estrategia de detección alternativa a la representada en la Figura 2A puede omitir la glucosa oxidasa, la membrana que separa la glucosa oxidasa del electrodo de trabajo y el agente de transferencia de electrones. En este enfoque de detección, la creatinina amidohidrolasa, la creatina amidohidrolasa y la sarcosina oxidasa pueden funcionar de manera conjunta tal como se muestra, con el oxígeno promoviendo la formación de peróxido de hidrógeno e interconvirtiendo las formas oxidadas y reducidas de la sarcosina oxidasa. El peróxido de hidrógeno puede detectarse en el electrodo de trabajo para servir como base para analizar la creatinina en este tipo de configuración de sensor.

[0034] Los sensores de analito descritos en el presente documento presentan al menos un área activa sensible a la creatinina sobre un electrodo de trabajo, en combinación con al menos un electrodo adicional, que puede ser un contraelectrodo, un electrodo de referencia y/o un contraelectrodo/electrodo de referencia. Los sensores de analito que presentan tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa pueden incorporar el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa sobre electrodos de trabajo separados o sobre el mismo electrodo de trabajo. A continuación se describen configuraciones ilustrativas para cada posibilidad.

[0035] Las configuraciones de sensores que presentan un área activa sensible a la creatinina pero no un área activa sensible a la glucosa pueden emplear motivos de detección de dos o tres electrodos, tal como se describe más adelante en este documento en referencia a las Figuras 3A-3C. Las configuraciones de sensores que presentan tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa, ya sea sobre electrodos de trabajo separados o sobre el mismo electrodo de trabajo, se describen por separado a continuación en referencia a las Figuras 4A-6D. Las configuraciones de sensores que tienen múltiples electrodos de trabajo pueden ser particularmente ventajosas para incorporar tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa dentro de la misma cola de sensor, ya que la contribución de la señal de cada área activa se puede determinar más fácilmente.

[0036] Cuando hay un único electrodo de trabajo presente en un sensor de analito, las configuraciones de sensor de tres electrodos pueden comprender un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un electrodo de referencia. Las configuraciones de sensor de dos electrodos relacionadas pueden comprender un electrodo de trabajo y un segundo electrodo, en el que el segundo electrodo puede funcionar tanto como un contraelectrodo como un electrodo de referencia (es decir, un contraelectrodo/electrodo de referencia). Los diversos electrodos pueden estar al menos parcialmente apilados (en capas) uno sobre el otro y/o espaciados lateralmente entre sí sobre la cola del sensor. Las configuraciones de sensor adecuadas pueden tener una forma sustancialmente plana o sustancialmente cilíndrica, estando el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa opcional espaciadas lateralmente sobre el electrodo de trabajo. En cualquiera de las configuraciones de sensores descritas en el presente documento, los diversos electrodos pueden estar aislados eléctricamente entre sí mediante un material dieléctrico o un aislante similar.

[0037] Los sensores de analitos que presentan múltiples electrodos de trabajo pueden comprender de manera similar al menos un electrodo adicional. Cuando hay un electrodo adicional presente, el electrodo adicional puede funcionar como un contraelectrodo/electrodo de referencia para cada uno de los múltiples electrodos de trabajo. Cuando hay dos electrodos adicionales presentes, uno de los electrodos adicionales puede funcionar como un contraelectrodo para cada uno de los múltiples electrodos de trabajo y el otro de los electrodos adicionales puede funcionar como un electrodo de referencia para cada uno de los múltiples electrodos de trabajo.

[0038] La Figura 3A muestra un diagrama de una configuración ilustrativa de sensor de analito de dos electrodos, que es compatible para su uso en la presente divulgación. Tal como se muestra, el sensor de analito 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 sensible a la creatinina 218 está dispuesta como al menos una capa sobre al menos una parte del electrodo de trabajo 214. El área activa sensible a la creatinina 218 puede comprender múltiples puntos o un único punto configurados para la detección de creatinina, tal como se analiza más adelante en este documento.

[0039] Haciendo referencia todavía a la Figura 3A, la membrana 220 recubre al menos el área activa sensible a la creatinina 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 analito 200, según algunas realizaciones. Una o ambas caras del sensor de analito 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 (es decir, la membrana 220 es una membrana limitante del transporte de masa que tiene cierta permeabilidad para la creatinina). La composición y el grosor de la membrana 220 pueden variar para promover un flujo de creatinina deseado al área activa sensible a la creatinina 218, proporcionando así una intensidad y estabilidad de señal deseadas. El sensor de analito 200 puede utilizarse para analizar creatinina mediante cualquiera de las técnicas de detección electroquímica coulométrica, amperométrica, voltamperométrica o potenciométrica.

[0040] Las Figuras 3B y 3C muestran diagramas de configuraciones ilustrativas de sensores de analito de tres electrodos, que también son compatibles para su uso en la presente divulgación. Las configuraciones de sensores de analito de tres electrodos pueden ser similares a las que se muestran para el sensor de analito 200 en la Figura 3A, excepto por la inclusión del electrodo adicional 217 en los sensores de analito 201 y 202 (Figuras 3B y 3C). 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 3C. 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 separado 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 3A, el área activa sensible a la creatinina 218 en los sensores de analito 201 y 202 puede comprender múltiples puntos o un único punto. Además, los sensores de analito 201 y 202 pueden funcionar para analizar la creatinina mediante cualquiera de las técnicas de detección electroquímica coulométrica, amperométrica, voltamétrica o potenciométrica.

[0041] Al igual que el sensor de analito 200, la membrana 220 también puede recubrir el área activa sensible a la creatinina 218, así como otros componentes del sensor, en los sensores de analito 201 y 202, sirviendo así como una membrana limitante del transporte de masa. El electrodo adicional 217 puede estar recubierto con la membrana 220 en algunas realizaciones. Aunque las Figuras 3B y 2C han representado todos los electrodos 214, 216 y 217 como 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 analito de dos electrodos (Figura 3A), una o ambas caras de los sensores de analito 201 y 202 pueden estar recubiertas con la membrana 220 en las configuraciones de sensor de las Figuras 3B y 3C, o la totalidad de los sensores de analito 201 y 202 pueden estar recubiertos. En consecuencia, las configuraciones de sensor de tres electrodos que se muestran en las Figuras 3B y 3C deben entenderse como no limitativa de las realizaciones divulgadas en este documento, permaneciendo las configuraciones alternativas de electrodos y/o capas dentro del alcance de la presente divulgación.

[0042] Los sensores de analito que tienen tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa sobre un único electrodo de trabajo o sobre múltiples electrodos de trabajo se describen con más detalle en referencia a las Figuras 4A-6D.

[0043] La Figura 4A muestra una configuración ilustrativa para el sensor 203 que tiene un único electrodo de trabajo con un área activa sensible a la creatinina y un área activa sensible a la glucosa dispuestas sobre el mismo. La Figura 4A es similar a la Figura 3A, excepto por la presencia de dos áreas activas en el electrodo de trabajo 214: el área activa sensible a la creatinina 218a y el área activa sensible a la glucosa 218b, que están espaciadas lateralmente una de otra sobre la superficie del electrodo de trabajo 214. Las áreas activas 218a y 218b pueden comprender múltiples puntos o un único punto configurados para la detección de cada analito. La composición de la membrana 220 puede variar o ser de la misma composición en las áreas activas 218a y 218b.

[0044] Las Figuras 4B y 4C muestran diagramas en sección transversal de configuraciones ilustrativas de sensores de tres electrodos para los sensores 204 y 205, respectivamente, cada uno con un único electrodo de trabajo que tiene un área activa sensible a la creatinina 218a y un área activa sensible a la glucosa 218b dispuestas sobre el mismo. Las Figuras 4B y 4C son similares a las Figuras 3B y 3C y puede entenderse mejor haciendo referencia a las mismas. Al igual que con la Figura 4A, la composición de la membrana 220 puede variar o ser de la misma composición en las áreas activas 218a y 218b.

[0045] Las configuraciones ilustrativas de sensores que tienen múltiples electrodos de trabajo, específicamente dos electrodos de trabajo, se describen con más detalle en referencia a las Figuras 5-6D. Aunque la siguiente descripción está dirigida principalmente a configuraciones de sensores que tienen dos electrodos de trabajo, se debe tener en cuenta que se pueden incorporar más de dos electrodos de trabajo mediante la extensión de la divulgación en este documento. Se pueden utilizar electrodos de trabajo adicionales para proporcionar capacidades de detección adicionales a los sensores de analito más allá de la detección de creatinina y glucosa.

[0046] La Figura 5 muestra un diagrama en sección transversal de una configuración ilustrativa de sensor de analito que tiene dos electrodos de trabajo, un electrodo de referencia y un contraelectrodo, que es compatible para su uso en la presente divulgación. Tal como se muestra, el sensor de analito 300 incluye electrodos de trabajo 304 y 306 dispuestos sobre caras opuestas del sustrato 302. El área activa sensible a la creatinina 310a está dispuesta sobre la superficie del electrodo de trabajo 304, y el área activa sensible a la glucosa 310b está dispuesta sobre la superficie del electrodo de trabajo 306. 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 colocadas sobre el electrodo de referencia 321 y el contraelectrodo 320, respectivamente. La membrana 340 puede recubrir al menos las áreas activas 310a y 310b, según diversas realizaciones, estando otros componentes del sensor de analito 300 o la totalidad del sensor de analito 300 opcionalmente recubiertos también con la membrana 340. Nuevamente, la membrana 340 puede variar en la composición en las áreas activas 310a y 310b, si es necesario, para proporcionar valores de permeabilidad adecuados para regular diferencialmente el flujo de analito en cada ubicación.

[0047] Configuraciones de sensores alternativas que tienen múltiples electrodos de trabajo y que difieren de la configuración mostrada en la Figura 5 pueden presentar un contraelectrodo/electrodo de referencia en lugar de contraelectrodos y electrodos de referencia separados 320, 321, y/o presentar disposiciones de capas y/o membrana que varían de las expresamente representadas. Por ejemplo, la posición del contraelectrodo 320 y el electrodo de referencia 321 puede estar invertida a la representada en la Figura 5. 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 4.

[0048] Aunque las configuraciones de sensor adecuadas pueden presentar electrodos que son sustancialmente planos en su carácter, se debe entender que las configuraciones de sensor que presentan electrodos no planos pueden ser ventajosas y particularmente adecuadas para su uso en la presente divulgación. En particular, los electrodos sustancialmente cilíndricos que están dispuestos de manera concéntrica entre sí pueden facilitar la deposición de una membrana limitante de transporte de masa, tal como se describe a continuación en el presente documento. Las Figuras 6A-6D muestran vistas en perspectiva de sensores de analito que presentan dos electrodos de trabajo que están dispuestos de forma concéntrica uno respecto del otro. Cabe entender que también son posibles en la presente divulgación configuraciones de sensores que tienen una disposición de electrodos concéntrica pero que carecen de un segundo electrodo de trabajo.

[0049] La Figura 6A muestra una vista en perspectiva de una configuración ilustrativa de sensor en la que múltiples electrodos son sustancialmente cilíndricos y están dispuestos concéntricamente entre sí alrededor de un sustrato central. Tal como se muestra, el sensor de analito 400 incluye un sustrato central 402 alrededor del cual todos los electrodos y capas dieléctricas están dispuestos concéntricamente entre sí. En particular, el electrodo de trabajo 410 está dispuesto sobre la superficie del sustrato central 402, y la capa dieléctrica 412 está dispuesta sobre una parte del electrodo de trabajo 410 distal a la punta del sensor 404. El electrodo de trabajo 420 está dispuesto sobre la capa dieléctrica 412, y la capa dieléctrica 422 está dispuesta sobre una parte del electrodo de trabajo 420 distal a la punta del sensor 404. El contraelectrodo 430 está dispuesto sobre la capa dieléctrica 422, y la capa dieléctrica 432 está dispuesta sobre una parte del contraelectrodo 430 distal a la punta del sensor 404. El electrodo de referencia 440 está dispuesto sobre la capa dieléctrica 432, y la capa dieléctrica 442 está dispuesta sobre una parte del electrodo de referencia 440 distal a la punta del sensor 404. Por tanto, las superficies expuestas del electrodo de trabajo 410, el electrodo de trabajo 420, el contraelectrodo 430 y el electrodo de referencia 440 están espaciadas entre sí a lo largo del eje longitudinal B de la figura 4. sensor de analito 400.

[0050] Haciendo referencia todavía a la Figura 6A, las áreas activas sensibles a la creatinina 414a y las áreas activas sensibles a la glucosa 414b están dispuestas sobre las superficies expuestas de los electrodos de trabajo 410 y 420, respectivamente, lo que permite que se produzca contacto con un fluido para que se produzca la detección de creatinina y/o glucosa. Aunque las áreas activas 414a y 414b se han representado como tres puntos discretos en la Figura 6A, se debe tener en cuenta que pueden estar presentes menos o más de tres puntos en configuraciones de sensor alternativas. Además, la posición del área activa sensible a la creatinina 414a y del área activa sensible a la glucosa 414b puede ser invertida a la que se muestra en la Figura 6A.

[0051] En la Figura 6A, el sensor 400 está parcialmente recubierto con la membrana 450 sobre los electrodos de trabajo 410 y 420 y las áreas activas 414a y 414b dispuestas sobre los mismos. La Figura 6B muestra una configuración de sensor alternativa en la que la totalidad sustancial del sensor 401 está recubierta con la membrana 450. La membrana 450 puede ser la misma o variar en composición en las áreas activas 414a y 414b.

[0052] Se debe entender además que la posición de los diversos electrodos en las Figuras 6A y 6B pueden diferir de lo que se representa expresamente. Por ejemplo, las posiciones del contraelectrodo 430 y del electrodo de referencia 440 pueden estar invertidas con respecto a las configuraciones representadas en las Figuras 6A y 6B. De manera similar, las posiciones de los electrodos de trabajo 410 y 420 no están limitadas a las que se representan expresamente en las Figuras 6A y 6B. La Figura 6C muestra una configuración de sensor alternativa a la que se muestra en la Figura 6B, en la que el sensor 405 contiene un contraelectrodo 430 y un electrodo de referencia 440 que están ubicados más proximales a la punta del sensor 404 y los electrodos de trabajo 410 y 420 que están ubicados más distales a la punta del sensor 404. Las configuraciones de sensor en las que los electrodos de trabajo 410 y 420 están ubicados más distales a la punta del sensor 404 pueden ser ventajosas al proporcionar un área de superficie más grande para la deposición de áreas activas 414a y 414b (cinco puntos de detección discretos que se muestran ilustrativamente en la Figura 6C), facilitando así una mayor intensidad de la señal en algunos casos.

[0053] Aunque las Figuras 6A-6C han representado configuraciones de sensores que están soportadas cada una sobre el sustrato central 402, se debe tener en cuenta que configuraciones de sensores alternativas pueden estar en cambio soportadas por electrodos y carecer del sustrato central 402. En particular, el electrodo concéntrico más interno puede utilizarse para soportar los otros electrodos y capas dieléctricas. La Figura 6D muestra una configuración de sensor alternativa a la representada en la Figura 6C, en la que el sensor 406 no contiene el sustrato central 402 y el contraelectrodo 430 es el electrodo concéntrico más interno y se emplea para disponer el electrodo de referencia 440, los electrodos de trabajo 410 y 420 y las capas dieléctricas 432, 442, 412 y 422 secuencialmente sobre el mismo. En vista de la divulgación en el presente documento, se debe entender nuevamente que se pueden emplear otras configuraciones de electrodos y capas dieléctricas en configuraciones de sensor que carecen del sustrato central 402. Por tanto, la configuración de sensor representada en la Figura 6D debe considerarse de carácter ilustrativo y no limitativo.

[0054] Tal como se mencionó anteriormente, un secuestrador de oxígeno puede ubicarse en la proximidad del área activa sensible a la creatinina para promover la oxidación de la forma reducida de la sarcosina oxidasa con un agente de transferencia de electrones en lugar de con oxígeno. Una enzima oxidasa, particularmente glucosa oxidasa, puede usarse para este propósito en las diversas configuraciones de sensor descritas en este documento. Cuando solo está presente un área activa sensible a la creatinina, la glucosa oxidasa que no es funcional para la detección de glucosa puede ubicarse en la proximidad del área activa sensible a la creatinina. Cuando están presentes tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa, la glucosa oxidasa en el área activa sensible a la glucosa puede promover eficazmente el secuestro de oxígeno, opcionalmente en combinación con la glucosa oxidasa que no es funcional para la detección de glucosa.

[0055] Una disposición ilustrativa para la glucosa oxidasa que no es funcional para la detección de glucosa con respecto a un área activa sensible a la creatinina se muestra en las Figuras 7A y 7B. En particular, las Figuras 7A y 7B muestran diagramas que ilustran la disposición de la glucosa oxidasa 407 sobre la membrana 409 que recubre el área activa sensible a la creatinina 403 ubicada sobre el electrodo de trabajo 500. La membrana 409 aísla eléctricamente la glucosa oxidasa 407 del electrodo de trabajo 500, de modo que los electrones generados al oxidar la glucosa para limitar la exposición al oxígeno no se transmiten al electrodo de trabajo 500. Posteriormente, la membrana 408 recubre la glucosa oxidasa 407 para proporcionarle una función limitante del transporte de masa. Las membranas 408 y 409 pueden tener la misma composición en varias realizaciones de la presente divulgación. Aunque la Figura 7A ha mostrado la glucosa oxidasa 407 dispuesta directamente sobre el área activa sensible a la creatinina 403, pero se debe tener en cuenta que el área activa sensible a la creatinina 403 y la glucosa oxidasa 407 pueden estar espaciadas lateralmente una de la otra, siempre que se evite que la glucosa oxidasa 407 transfiera electrones al electrodo de trabajo 500 al oxidar la glucosa. Además, de manera alternativa, la glucosa oxidasa 407 puede estar ubicada adicionalmente sobre una cara opuesta del sensor en otras configuraciones de sensor. Tal como se muestra en la Figura 7B, la membrana 409 no necesita necesariamente extenderse la misma distancia lateral que la membrana 408 sobre el electrodo de trabajo 500.

[0056] En las configuraciones de sensor descritas en el presente documento, el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa, si están presentes, pueden comprender uno o más puntos discretos (por ejemplo, de uno a aproximadamente diez puntos, o incluso más puntos discretos), que pueden variar en tamaño de aproximadamente 0,01 mm2 a aproximadamente 1 mm2, aunque también se contemplan en el presente documento puntos individuales más grandes o más pequeños dentro de las áreas activas. El área activa total puede seleccionarse para proporcionar una sensibilidad deseada para cada analito.

[0057] En algunas u otras realizaciones, los sensores de analito de la presente divulgación pueden comprender una cola de sensor que está configurada para su inserción en un tejido. Los tejidos adecuados no se consideran particularmente limitados y se abordan con más detalle anteriormente. Las consideraciones para desplegar una cola de sensor en una posición particular dentro de un tejido determinado se abordan anteriormente.

[0058] Por consiguiente, los sensores de analito descritos en el presente documento pueden comprender una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo, un área activa sensible a la creatinina dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo y que comprende un primer agente de transferencia de electrones, un primer polímero y un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina, una primera membrana que es permeable a la creatinina y recubre el área activa sensible a la creatinina, y un secuestrador de oxígeno ubicado sobre la cola de sensor en proximidad al área activa sensible a la creatinina. El sistema enzimático comprende creatinina amidohidrolasa, creatina amidohidrolasa y sarcosina oxidasa. El secuestrador de oxígeno puede estar separado del área activa sensible a la creatinina por la primera membrana de acuerdo con realizaciones particulares de la presente divulgación. Una enzima oxidasa, tal como la glucosa oxidasa, puede constituir al menos una parte del secuestrador de oxígeno en algunas realizaciones.

[0059] La enzima oxidasa, tal como la glucosa oxidasa, puede unirse covalentemente a un segundo polímero cuando se dispone en proximidad al área activa sensible a la creatinina. Los polímeros adecuados para unir covalentemente la glucosa oxidasa no están particularmente limitados y pueden ser una polivinilpiridina en realizaciones particulares de la presente divulgación. El polímero unido covalentemente puede ayudar a inmovilizar la glucosa oxidasa en una posición deseada con respecto al área activa sensible a la creatinina.

[0060] La creatinina amidohidrolasa, la creatina amidohidrolasa y la sarcosina oxidasa pueden estar unidas covalentemente al primer polímero en el área activa sensible a la creatinina en cualquier realización de la presente divulgación. Los polímeros adecuados para unir covalentemente estas enzimas no se consideran particularmente limitados y pueden ser una polivinilpiridina en realizaciones particulares de la presente divulgación. El primer polímero en el área activa sensible a la creatinina y el segundo polímero unido covalentemente a la glucosa oxidasa pueden ser el mismo polímero.

[0061] El área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa, si están presentes, pueden contener cada una un agente de transferencia de electrones en cualquiera de las configuraciones ilustrativas de sensor descritas en este documento. Cuando están presentes un área activa sensible a la creatinina y un área activa sensible a la glucosa, los agentes de transferencia de electrones pueden ser iguales o diferentes dependiendo de la configuración particular de sensor empleada. Los agentes de transferencia de electrones adecuados pueden facilitar el transporte de electrones al electrodo de trabajo después de que tenga lugar una reacción de oxidación o reducción enzimática, generando así una corriente que es indicativa de la presencia de un analito particular y proporcional a la cantidad de analito presente. Por ejemplo, cuando el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa están dispuestas sobre el mismo electrodo de trabajo, el agente de transferencia de electrones dentro de cada área activa puede ser diferente (por ejemplo, químicamente diferente de modo que los agentes de transferencia de electrones exhiban diferentes potenciales de oxidación-reducción). Cuando están presentes varios electrodos de trabajo, el agente de transferencia de electrones dentro de cada área activa puede ser el mismo o diferente, ya que cada electrodo de trabajo puede ser interrogado por separado al obtener una señal. El agente de transferencia de electrones puede estar unido covalentemente a un polímero en cualquiera de las áreas activas descritas en este documento.

[0062] De acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación, 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 de agentes de transferencia de electrones adecuados incluyen aquellos 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 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.

[0063] Las áreas activas adecuadas para detectar creatinina y/o glucosa también pueden comprender un polímero al que los agentes de transferencia de electrones están unidos covalentemente. Cualquiera de los agentes de transferencia de electrones descritos en este documento puede comprender una funcionalidad adecuada para promover la unión covalente con el polímero dentro de las áreas activas. Los ejemplos adecuados de agentes 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 polímeros adecuados para su inclusión en las áreas activas pueden incluir, pero sin limitarse a los mismos, 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. El polímero dentro de cada área activa puede ser el mismo o diferente.

[0064] En realizaciones particulares de la presente divulgación, la membrana limitante del transporte de masa que recubre el área activa sensible a la creatinina puede comprender al menos un homopolímero o copolímero de polivinilpiridina reticulado, incluidos polímeros de polivinilpiridina-co-estireno. Una membrana limitante del transporte de masa que tenga una composición similar también puede recubrir un secuestrador de oxígeno, tal como la glucosa oxidasa. 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. Las técnicas adecuadas para depositar una membrana limitante del transporte de masa sobre el área o áreas activas pueden incluir, por ejemplo, recubrimiento por pulverización, pintura, impresión por inyección de tinta, estarcido, recubrimiento con rodillo, recubrimiento por inmersión, similares y cualquier combinación de los mismos.

[0065] La forma de unión covalente entre el agente de transferencia de electrones y el polímero en cada área activa 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 contiene 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. De acuerdo con algunas realizaciones, un espaciador bifuncional puede unir covalentemente el agente de transferencia de electrones al polímero dentro del área activa, con un primer grupo funcional que es 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 un segundo grupo funcional que es reactivo con el agente de transferencia de electrones (por ejemplo, un grupo funcional que es reactivo con un ligando que coordina un ion metálico).

[0066] De manera similar, una o más de las enzimas dentro de las áreas activas pueden estar unidas covalentemente al polímero. Cuando un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas está presente en un área activa dada, 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 o más enzimas que comprenden un sistema enzimático pueden estar unidas covalentemente al polímero y al menos una enzima puede estar asociada de manera no covalente con el polímero, de modo que la enzima unida de manera no covalente esté físicamente atrapada dentro del polímero. De acuerdo con realizaciones más específicas, la unión covalente de la(s) enzima(s) al polímero en un área activa dada puede tener lugar a través de un reticulador 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 de la cadena lateral libre en la lisina) pueden incluir agentes de reticulación, tales como, por ejemplo, éter diglicidílico de polietilenglicol (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 de la enzima con el polímero es generalmente intermolecular, pero puede ser intramolecular en algunas realizaciones. En realizaciones particulares, todas las enzimas en el presente documento pueden estar unidas covalentemente a un polímero.

[0067] El agente de transferencia de electrones y/o la(s) enzima(s) 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(s) enzima(s) pueden estar asociados iónicamente o coordinativamente con el polímero. Por ejemplo, un polímero cargado puede estar asociado iónicamente con un agente de transferencia de electrones o enzima(s) con carga opuesta. En aun otras realizaciones, el agente de transferencia de electrones y/o la(s) enzima(s) pueden estar físicamente atrapados dentro del polímero sin estar unidos al mismo. Los agentes de transferencia de electrones y/o enzima(s) atrapados físicamente pueden interactuar adecuadamente con un fluido para promover la detección de analitos sin ser lixiviados sustancialmente de las áreas activas.

[0068] Los sensores de analito sensibles a la creatinina pueden incorporar además un área activa sensible a la glucosa para detectar tanto la creatinina como la glucosa, en algunas realizaciones de la presente divulgación. Cuando están presentes tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa, el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa pueden estar presentes sobre el mismo electrodo de trabajo o diferentes electrodos de trabajo, tal como se ha comentado anteriormente en referencia a las Figuras 4A-6D. A continuación se analizan con más detalle las consideraciones para incorporar un área activa sensible a la glucosa en cualquiera de las ubicaciones. En cualquier configuración de sensor en el presente documento que incluya tanto un área activa sensible a la creatinina como un área activa sensible a la glucosa, la glucosa oxidasa que no es funcional para la detección de glucosa puede estar dispuesta sobre una membrana que recubre el área activa sensible a la creatinina o en otra ubicación que no pueda transportar electrones al electrodo de trabajo asociado con el área activa sensible a la creatinina.

[0069] Cuando un área activa sensible a la creatinina y un área activa sensible a la glucosa están dispuestas sobre un único electrodo de trabajo, una de las áreas activas puede estar configurada de manera que pueda ser interrogada por separado para facilitar la detección de cada analito, tal como se describe a continuación. En particular, el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa pueden comprender diferentes agentes de transferencia de electrones para permitir que una de las áreas activas produzca una señal independientemente de la otra. Cualquiera entre el área activa sensible a la creatinina o el área activa sensible a la glucosa puede estar configurada para producir una señal independientemente de la otra área activa.

[0070] En realizaciones en las que el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa están dispuestas sobre un único electrodo de trabajo, el potencial de oxidación-reducción asociado con el área activa sensible a la glucosa puede estar separado del potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la creatinina 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 dos áreas activas suficientemente separados en magnitud entre sí, puede tener lugar una reacción electroquímica dentro de una de las dos áreas activas (es decir, dentro del área activa sensible a la glucosa o el área activa sensible a la creatinina) sin inducir sustancialmente una reacción electroquímica dentro de la otra área activa. Por lo tanto, una señal de una del área activa sensible a la glucosa o del área activa sensible a la creatinina puede producirse independientemente en o por encima de su potencial de oxidación-reducción correspondiente (el potencial de oxidación-reducción más bajo), pero por debajo del potencial de oxidación-reducción de la otra del área activa sensible a la glucosa y del área activa sensible a la creatinina (el potencial de oxidación-reducción más alto). En cambio, en o por encima del potencial de oxidación-reducción (el potencial de oxidación-reducción más alto) de la otra área activa que no se había interrogado previamente, pueden producirse reacciones electroquímicas tanto dentro del área activa sensible a la glucosa como dentro del área activa sensible a la creatinina. Por tanto, la señal resultante en o por encima del potencial de oxidaciónreducción más alto puede incluir una contribución de señal tanto del área activa sensible a la glucosa como del área activa sensible a la creatinina, y la señal observada es una señal compuesta. La contribución de la señal de un área activa (ya sea el área activa sensible a la glucosa o el área activa sensible a la creatinina) en o por encima de su potencial de oxidación-reducción se puede determinar restando de la señal compuesta la señal obtenida únicamente del área activa sensible a la glucosa o del área activa sensible a la creatinina en por encima de su potencial de oxidación-reducción correspondiente.

[0071] En realizaciones más específicas, el área activa sensible a la glucosa y el área activa sensible a la creatinina 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 estén suficientemente separados en magnitud entre sí. Más específicamente, el área activa sensible a la glucosa puede comprender un primer agente de transferencia de electrones y el área activa sensible a la creatinina 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 dado pueden variarse para proporcionar una separación suficiente de los potenciales de oxidación-reducción dentro de las dos áreas activas, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.

[0072] Idealmente, un área activa sensible a la glucosa y un área activa sensible a la creatinina ubicadas sobre un único electrodo de trabajo pueden configurarse para alcanzar una corriente de estado estacionario rápidamente al operar el sensor de analito a un potencial dado. La rápida consecución 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 el área activa sensible a la glucosa y el área activa sensible a la creatinina pueden variar de aproximadamente 0,1 micrones a aproximadamente 10 micrones. En algunas u otras realizaciones, la combinación de un material conductor, 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 conductoras pueden variar de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 50 % en peso del área activa, o entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 50 % en peso, o entre aproximadamente el 0,1 % y aproximadamente el 10 % en peso, o entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 10 % en peso. También se pueden emplear estabilizadores para promover la estabilidad de la respuesta.

[0073] 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, el grosor y/o la composición de una membrana limitante de transporte de masa que recubre las áreas activas. La variación de estos parámetros se puede realizar fácilmente por una persona con conocimientos ordinarios en la técnica una vez que se le concede el beneficio de la divulgación en el presente documento.

[0074] Otras realizaciones de sensores de analito descritas en el presente documento pueden presentar el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa sobre la superficie de diferentes electrodos de trabajo. Dichos sensores de analito pueden comprender además un segundo electrodo de trabajo, un área activa sensible a la glucosa dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo y una segunda membrana que es permeable a la glucosa que recubre el área activa sensible a la glucosa. El área activa sensible a la glucosa puede comprender un segundo agente de transferencia de electrones, un tercer polímero y glucosa oxidasa que está unida covalentemente al tercer polímero. El tercer polímero puede ser el mismo o diferente del primer y/o segundo polímero asociado con el área activa sensible a la creatinina o la glucosa oxidasa que no es funcional para detectar glucosa, respectivamente. Cuando el área activa sensible a la creatinina y el área activa sensible a la glucosa están dispuestas sobre electrodos de trabajo separados, el agente de transferencia de electrones asociado con cada área activa puede ser el mismo o diferente.

[0075] Por consiguiente, ciertos sensores de analito de la presente divulgación que son capaces de detectar tanto creatinina como glucosa pueden comprender: una cola de sensor que comprende un primer electrodo de trabajo y un segundo electrodo de trabajo; un área activa sensible a la creatinina dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, comprendiendo el área activa sensible a la creatinina un primer agente de transferencia de electrones, un primer polímero y un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina, comprendiendo el sistema enzimático: creatinina amidohidrolasa, creatina amidohidrolasa y sarcosina oxidasa; una primera membrana que es permeable a la creatinina y recubre el área activa sensible a la creatinina; glucosa oxidasa unida covalentemente a un segundo polímero y dispuesta sobre la primera membrana; un área activa sensible a la glucosa dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo, comprendiendo el área activa sensible a la glucosa un segundo agente de transferencia de electrones, un tercer polímero y glucosa oxidasa que está unida covalentemente al tercer polímero; y una segunda membrana que es permeable a la glucosa y recubre el área activa sensible a la glucosa. Dichos sensores de analito pueden comprender además una tercera membrana que recubre la glucosa oxidasa que está dispuesta sobre la primera membrana. La primera membrana, la segunda membrana y la tercera membrana, si están presentes, pueden tener la misma composición en realizaciones particulares.

[0076] Los procedimientos de detección para analizar la creatinina pueden comprender: exponer un sensor de analito a un fluido que comprende al menos creatinina, en el que el sensor de analito comprende una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo, un área activa sensible a la creatinina dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, una primera membrana que es permeable a la creatinina y recubre el área activa sensible a la creatinina, y un secuestrador de oxígeno ubicado sobre la cola de sensor en proximidad al área activa sensible a la creatinina. El área activa sensible a la creatinina comprende un primer agente de transferencia de electrones, un primer polímero, un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina. El sistema enzimático comprende creatinina amidohidrolasa, creatina amidohidrolasa y sarcosina oxidasa, todas las cuales pueden estar unidas covalentemente al primer polímero en realizaciones particulares. Los procedimientos pueden comprender además la aplicación de un potencial al primer electrodo de trabajo, la obtención de una primera señal igual o superior a un potencial de oxidaciónreducción del área activa sensible a la creatinina que es proporcional a una concentración de creatinina en el fluido, y la correlación de la primera señal con la concentración de creatinina en el fluido. El fluido puede ser un fluido biológico en realizaciones particulares de la presente divulgación. La glucosa puede estar presente en el fluido en combinación con creatinina en realizaciones aún más particulares.

[0077] En algunas realizaciones, la primera señal puede correlacionarse con una concentración correspondiente de creatinina consultando una tabla de consulta o una curva de calibración. Una tabla de consulta para creatinina puede completarse analizando múltiples muestras que tienen concentraciones de creatinina conocidas y registrando la respuesta del sensor en cada concentración. De manera similar, una curva de calibración para creatinina puede determinarse trazando la respuesta del sensor de analito en función de la concentración de creatinina y determinando una función de calibración adecuada en el intervalo de calibración (por ejemplo, mediante regresión, particularmente regresión lineal).

[0078] 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 dado en la tabla de consulta, tal como una variación de aproximadamente el 10 % o más.

[0079] 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 función de calibración correspondiente. El procesador puede entonces informar de la concentración de analito en consecuencia.

[0080] La cola del sensor puede comprender además un segundo electrodo de trabajo que tiene un área activa sensible a la glucosa dispuesta sobre el mismo, y en la que el área activa sensible a la glucosa puede comprender un segundo agente de transferencia de electrones, un tercer polímero y glucosa oxidasa que está unida covalentemente al tercer polímero. Por tanto, los procedimientos pueden comprender además: aplicar un potencial al segundo electrodo de trabajo, obtener una segunda señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la glucosa que es proporcional a una concentración de glucosa en el fluido, y correlacionar la segunda señal con la concentración de glucosa en el fluido.

[0081] Los procedimientos de detección para analizar creatinina y/o glucosa utilizando un sensor de analito que presenta un área activa sensible a la creatinina y un área activa sensible a la glucosa sobre un único electrodo de trabajo pueden comprender: exponer un sensor de analito a un fluido que comprende al menos uno de creatinina y glucosa. El sensor de analito puede comprender una cola de sensor que comprende al menos un electrodo de trabajo, particularmente un único electrodo de trabajo, y al menos un área activa sensible a la creatinina y un área activa sensible a la glucosa dispuestas sobre una superficie del electrodo de trabajo y que están espaciadas entre sí. Una membrana puede recubrir el área activa sensible a la creatinina, y la glucosa oxidasa unida covalentemente a un polímero puede estar dispuesta sobre la membrana, además de la glucosa oxidasa en el área activa sensible a la glucosa. El área activa sensible a la creatinina comprende un sistema enzimático que comprende dos o más enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina, un primer polímero unido covalentemente a las enzimas y un primer agente de transferencia de electrones unido covalentemente al primer polímero. El área activa sensible a la glucosa comprende glucosa oxidasa, un tercer polímero unido covalentemente a la glucosa oxidasa y un segundo agente de transferencia de electrones unido covalentemente al tercer polímero. Cuando el área activa sensible a la glucosa y el área activa sensible a la creatinina están ubicadas sobre un único electrodo de trabajo, el primer y el segundo agente de transferencia de electrones difieren entre sí en la composición, tal como se analiza con más detalle en el presente documento. Cada área activa tiene un potencial de oxidaciónreducción, y el potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la creatinina está suficientemente separado del potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la glucosa para permitir la producción de una señal desde una de las áreas activas. Los procedimientos comprenden además: obtener una primera señal en o por encima del más bajo de los potenciales de oxidación-reducción pero por debajo del más alto de los potenciales de oxidaciónreducción, de modo que la primera señal sea proporcional a una concentración de uno de glucosa o creatinina en el fluido; obtener una segunda señal en o por encima del más alto de los potenciales de oxidación-reducción, de modo que la segunda señal sea una señal compuesta que comprenda una contribución de señal del área activa sensible a la glucosa y una contribución de señal del área activa sensible a la creatinina; y restar la primera señal de la segunda señal para obtener una señal de diferencia, siendo la señal de diferencia proporcional a una concentración de uno de glucosa y creatinina.

[0082] En realizaciones más específicas, el potencial de oxidación-reducción asociado con el área activa sensible a la creatinina puede estar separado del potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la glucosa 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 desde la primera área activa. Los diferentes potenciales de oxidación-reducción pueden resultar de la incorporación de diferentes agentes de transferencia de electrones en las áreas activas.

[0083] Los procedimientos de detección para analizar la creatinina y/o la glucosa que emplean un sensor de analito que presenta un área activa sensible a la creatinina y un área activa sensible a la glucosa sobre electrodos de trabajo separados pueden comprender: exponer un sensor de analito a un fluido que comprende al menos uno de glucosa y creatinina. El sensor de analito comprende una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo y un segundo electrodo de trabajo, un área activa sensible a la creatinina dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo, un área activa sensible a la glucosa dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo, y una primera membrana que recubre el área activa sensible a la creatinina, y una segunda membrana que recubre el área activa sensible a la glucosa. El área activa sensible a la glucosa comprende una enzima sensible a la glucosa, tal como la glucosa oxidasa, y el área activa sensible a la creatinina comprende un sistema enzimático que comprende al menos dos enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina.

[0084] Los procedimientos pueden comprender adicionalmente aplicar un potencial al primer electrodo de trabajo y un potencial al segundo electrodo de trabajo, obtener una primera señal en o por encima de un potencial de oxidaciónreducción del área activa sensible a la creatinina, en la que la primera señal es proporcional a una concentración de creatinina en el fluido, obtener una segunda señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la glucosa, en la que la segunda señal es proporcional a una concentración de glucosa en el fluido, y correlacionar la primera señal con la concentración de creatinina en el fluido y la segunda señal con la concentración de glucosa en el fluido.

[0085] Según realizaciones más específicas, la primera señal y la segunda señal pueden medirse en tiempos 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 específicas, la primera señal y la segunda señal se pueden medir 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. En cualquier caso, la señal asociada con cada área activa se puede correlacionar a continuación con la concentración de creatinina y glucosa utilizando una tabla de consulta o una función de calibración de una manera similar a la descrita anteriormente.

[0086] Para facilitar una mejor comprensión de la presente divulgación, se proporcionan los siguientes ejemplos de diversas realizaciones representativas. De ninguna manera los siguientes ejemplos deben interpretarse como una limitación o una definición del alcance de la presente invención.

EJEMPLOS

[0087] Se preparó un complejo de metal de transición unido a poli(vinilpiridina) que tiene la estructura que se muestra en la Fórmula 1. Se proporcionan más detalles sobre este complejo de metal de transición y la transferencia de electrones con el mismo en la patente del mismo propietario US 6.605.200. Los subíndices de cada monómero representan proporciones atómicas ilustrativas y no son indicativos de ningún orden particular de monómeros.

[0088] Una formulación tamponada para la aplicación de puntos (tampón MES 10 mM) especificada en la Tabla 1 a continuación se depositó sobre un electrodo de trabajo de carbono para formar un área activa sensible a la creatinina. La deposición se realizó con 15 nL de la formulación para la aplicación de puntos para formar un área activa sensible a la creatinina como un único punto con un área de 0,12 mm2 Después de la deposición, el área activa sensible a la creatinina se curó durante la noche a 25 °C. A continuación, se aplicó un recubrimiento por inmersión de una membrana sobre el área activa sensible a la creatinina utilizando una solución de recubrimiento formulada con 4 mL de 35 mg/mL de polivinilpiridina-co-estireno, 0,1 mL de 100 mg/mL de PEGDGE400 y 3,3 pL de PDMS en etanol/tampón HEPES 10 mM (pH = 8) 80:20. No se realizó ningún curado en esta etapa.

Tabla 1

[0089] Después de recubrir la membrana sobre el área activa sensible a la creatinina, se depositó sobre la membrana una formulación tamponada para la aplicación de puntos que contenía glucosa oxidasa, tal como se especifica en la

Tabla 2. Específicamente, se depositaron 15 nL de la formulación para la aplicación de puntos sobre la membrana en un área de 0,05 mm2y a continuación se realizó el curado a 25 °C durante la noche. A continuación, se realizó el recubrimiento por inmersión utilizando la misma solución de recubrimiento especificada anteriormente para formar una membrana sobre la glucosa oxidasa depositada.

Tabla 2

[0090] Se preparó un electrodo de control tal como se indicó anteriormente, excepto que se omitió la deposición de glucosa oxidasa sobre el área activa sensible a la creatinina.

[0091] Los análisis de creatinina se llevaron a cabo sumergiendo el electrodo en una solución de glucosa de 5 mM que también contenía diversas cantidades de creatinina (20<ji>M, 40<ji>M, 60<ji>M, 80<ji>M, 100<ji>M, midiendo la respuesta de corriente. El electrodo de control que carecía de glucosa oxidasa en el área activa sensible a la creatinina también se probó en las mismas condiciones. La figura 8 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente para tres réplicas de un sensor de analito que contiene un área activa sensible a la creatinina recubierta con glucosa oxidasa cuando se expone a concentraciones de creatinina variables a 33 °C. Tal como se muestra, la respuesta de corriente aumentó en el transcurso de varios minutos después de la exposición a una nueva concentración de creatinina antes de estabilizarse posteriormente. En cambio, dos sensores de control que carecían de un recubrimiento de glucosa oxidasa sobre el área activa sensible a la creatinina no respondieron a la creatinina en ninguna concentración. La figura 9 muestra un gráfico ilustrativo de la respuesta de corriente para un único sensor de analito que contenía un área activa sensible a la creatinina recubierta con glucosa oxidasa cuando se expone a concentraciones de creatinina variables (20 jiM, 40 jiM, 60 jiM, 80 jiM, 100 jiM, 130 jiM y 200 jiM). Tal como se muestra, la respuesta del sensor fue esencialmente lineal en todo el intervalo de concentración probado. Un sensor de control que carecía de recubrimiento de glucosa oxidasa nuevamente no mostró prácticamente ninguna respuesta a la creatinina, probablemente debido a la interferencia del oxígeno con el sistema enzimático.

[0092] 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 según 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.

[0093] 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.

[0094] 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.

[0095] 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.

[0096] 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.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sensor de analito que comprende:

una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo (500), estando la cola de sensor configurada para su inserción en un tejido;

un área activa sensible a la creatinina (403) dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo (500), comprendiendo el área activa sensible a la creatinina (403) un primer agente de transferencia de electrones, un primer polímero y un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina, comprendiendo el sistema enzimático:

creatinina amidohidrolasa,

creatina amidohidrolasa y

sarcosina oxidasa;

caracterizado poruna primera membrana (409) que es permeable a la creatinina y recubre el área activa sensible a la creatinina (403); y

un secuestrador de oxígeno (407) ubicado sobre la cola de sensor en proximidad al área activa sensible a la creatinina (403).

2. Sensor de analito según la reivindicación 1, en el que el secuestrador de oxígeno (407) está separado del área activa sensible a la creatinina (403) por la primera membrana (409).

3. Sensor de analito según la reivindicación 1, en el que el secuestrador de oxígeno (407) comprende una enzima oxidasa, opcionalmente en el que el secuestrador de oxígeno comprende glucosa oxidasa, opcionalmente además en el que la glucosa oxidasa está unida covalentemente a un segundo polímero.

4. Sensor de analito según la reivindicación 1, en el que el secuestrador de oxígeno (407) está dispuesto sobre la primera membrana (409), opcionalmente en el que el secuestrador de oxígeno comprende una enzima oxidasa.

5. Sensor de analito según la reivindicación 4, en el que el secuestrador de oxígeno (407) comprende glucosa oxidasa, opcionalmente en el que la glucosa oxidasa está unida covalentemente a un segundo polímero.

6. Sensor de analito según la reivindicación 1, en el que la creatinina amidohidrolasa, la creatina amidohidrolasa y la sarcosina oxidasa están cada una unidas covalentemente al primer polímero.

7. Sensor de analito según la reivindicación 1, que comprende además:

un segundo electrodo de trabajo (306);

un área activa sensible a la glucosa (310b) dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo (306), comprendiendo el área activa sensible a la glucosa (310b) un segundo agente de transferencia de electrones, un tercer polímero y glucosa oxidasa que está unida covalentemente al tercer polímero; y

una segunda membrana que es permeable a la glucosa y recubre el área activa sensible a la glucosa (310b).

8. Sensor de analito según la reivindicación 7, que comprende además:

glucosa oxidasa unida covalentemente a un segundo polímero y dispuesta sobre la primera membrana (409), opcionalmente en el que la primera membrana (409) y la segunda membrana son iguales en la composición.

9. Sensor de analito según la reivindicación 8, en el que la glucosa oxidasa dispuesta sobre la primera membrana (409) está recubierta por una tercera membrana que también es permeable a la creatinina.

10. Sensor de analito según la reivindicación 9, en el que la primera membrana (409), la segunda membrana y la tercera membrana son iguales en la composición.

11. Procedimiento para operar un sensor de analito para detectar creatinina en un fluido, comprendiendo el sensor de analito:

una cola de sensor que comprende al menos un primer electrodo de trabajo (500), un área activa sensible a la creatinina (403) dispuesta sobre una superficie del primer electrodo de trabajo (500), una primera membrana (409) que es permeable a la creatinina y recubre el área activa sensible a la creatinina (403), y un secuestrador de oxígeno (407) ubicado sobre la cola de sensor en proximidad al área activa sensible a la creatinina (403), estando configurada la cola de sensor para su inserción en un tejido;

en el que el área activa sensible a la creatinina (403) comprende un primer agente de transferencia de electrones, un primer polímero y un sistema enzimático que comprende múltiples enzimas que son capaces de actuar de manera conjunta para facilitar la detección de creatinina, comprendiendo el sistema enzimático:

creatinina amidohidrolasa,

creatina amidohidrolasa y

sarcosina oxidasa;

comprendiendo el procedimiento:

aplicar un potencial al primer electrodo de trabajo (500) para generar una primera señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la creatinina (403), siendo la primera señal proporcional a una concentración de creatinina en el fluido; y

correlacionar la primera señal con la concentración de creatinina en el fluido.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el secuestrador de oxígeno (407) está dispuesto sobre la primera membrana (409), opcionalmente en el que el secuestrador de oxígeno (407) comprende glucosa oxidasa que está unida covalentemente a un segundo polímero.

13. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la creatinina amidohidrolasa, la creatina amidohidrolasa y la sarcosina oxidasa están cada una unidas covalentemente al primer polímero, opcionalmente en el que la cola de sensor comprende además un segundo electrodo de trabajo (306) que tiene un área activa sensible a la glucosa (310b) dispuesta sobre una superficie del segundo electrodo de trabajo (306), comprendiendo el área activa sensible a la glucosa (310b) un segundo agente de transferencia de electrones, un tercer polímero y glucosa oxidasa que está unida covalentemente al tercer polímero, comprendiendo además el procedimiento:

aplicar un potencial al segundo electrodo de trabajo (306) para generar una segunda señal en o por encima de un potencial de oxidación-reducción del área activa sensible a la glucosa (310b), siendo la segunda señal proporcional a una concentración de glucosa en el fluido; y

correlacionar la segunda señal con la concentración de glucosa en el fluido;

opcionalmente en el que la primera señal y la segunda señal se obtienen en momentos diferentes o se obtienen simultáneamente a través de un primer canal y un segundo canal.