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PT1747281E - Dispositivo de ensaio electroquímico e métodos relacionados - Google Patents

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PT1747281E
PT1747281E PT05740440T PT05740440T PT1747281E PT 1747281 E PT1747281 E PT 1747281E PT 05740440 T PT05740440 T PT 05740440T PT 05740440 T PT05740440 T PT 05740440T PT 1747281 E PT1747281 E PT 1747281E
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PT
Portugal
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electrode
bpy
side walls
aperture
reagent
Prior art date
Application number
PT05740440T
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English (en)
Inventor
Ian Harding
Original Assignee
Agamatrix Inc
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Publication date
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Application filed by Agamatrix Inc filed Critical Agamatrix Inc
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Description

DESCRIÇÃO
DISPOSITIVO DE ENSAIO ELECTROQUÍMICO E MÉTODOS
RELACIONADOS
Antecedentes da Invenção
Este pedido refere-se a dispositivos de ensaios electroquimicos na forma de tiras de teste de utilização única para detectar a presença ou a quantidade de um analito numa amostra e a métodos para fabricar e utilizar tais dispositivos. São conhecidas as tiras de teste descartáveis de utilização única para detecção electroquímica de analitos tais como glucose. Em tiras de teste deste tipo, uma amostra é introduzida na tira de teste para pôr, pelo menos dois eléctrodos em contacto. A oxidação ou a redução do analito é observada como uma corrente gerada entre os dois eléctrodos. Utilizando como exemplo a detecção de glucose numa célula de condução, tal como ilustrado na Fig. 1, a glucose é oxidada pela enzima glucose oxidase para formar gluconolactona e enzima reduzida. A forma oxidada da enzima é regenerada por reacção com um mediador oxidado com a resultante geração de mediador reduzido. Este mediador reduzido transfere um electrão para um eléctrodo, enquanto no outro eléctrodo os electrões são transferidas para o mediador oxidado, deste modo produzindo uma corrente observável. A Fig. 2 ilustra a corrente observável como uma função do tempo numa tira de teste, usando um sistema reagente enzima/mediador. Na figura, t=0 é o tempo da aplicação da amostra. Tal como ilustrado, a corrente sobe até um máximo e declina em seguida para alcançar um patamar final de estado estável. As medições para determinar a quantidade de analito são tomadas depois 1 que a corrente máxima tenha sido atingida e, de um modo geral, num momento depois do estado estável ter sido alcançado.
Antes do máximo ser atingido na Fig. 2, há um atraso observado que pode constituir uma porção significativa do tempo de medição como um todo. A duração deste atraso é dependente da distância entre os eléctrodos e da mobilidade do mediador empregue na tira de teste. A mobilidade do mediador é uma propriedade do próprio mediador, isto é, o coeficiente de difusão, mas é também dependente de outras propriedades da amostra tal como hematócritos e viscosidade. A fim de aumentar a conveniência para o utilizador, melhoramentos nas tiras de testes de analito de um modo geral e nas tiras de testes de glucose em particular concentram-se em dois objectivos principais: tempos de teste mais curtos e volumes mais pequenos de amostras. Até um certo ponto, estes dois objectivos foram atingidos em paralelo, uma vez que volumes mais pequenos de amostras utilizam células mais pequenas com menor espaçamento de eléctrodo e o menor espaçamento do eléctrodo resulta em tempo de reacção mais curto. No entanto, estas células têm ainda o perfil de corrente/tempo da Fig. 2, e deste modo, pode-se adoptar um atraso incorporado antes de uma medição. A presente invenção elimina este atraso e, deste modo, proporciona uma redução significativa no tempo necessário para completar um teste.
Sumário da Invenção
De acordo com a presente invenção, é proporcionado um dispositivo de teste electroquímico que tem uma camada de base com 2 um primeiro eléctrodo sobre a mesma e uma camada superior com um segundo eléctrodo sobre a mesma. Os dois eléctrodos são separados por uma camada separadora que tem uma abertura na mesma, de tal modo que é definido um espaço para receber a amostra com um eléctrodo na superfície superior, os outros eléctrodos na superfície inferior e paredes laterais formadas das bordas da abertura no separador. 0 dispositivo de acordo com a invenção tem as características expostas na reivindicação 1.
Numa célula condutora onde são depositados os reagentes para realizar a reacção electroquímica sobre um dos eléctrodos mas não nas paredes laterais, o dispositivo produz um perfil de sinal como na Fig. 2. No dispositivo desta invenção, os reagentes não são depositados apenas sobre este eléctrodo, mas também sobre as paredes laterais do espaço que recebe a amostra. (Fig. 3). Isto resulta num perfil de sinal sem o atraso, ou com um atraso reduzido. (Fig. 4). Em formas de realização preferidas, os reagentes estendem-se por toda a altura das paredes laterais, embora possam ser obtidos melhoramentos significativos com apenas 25% da altura das paredes laterais revestidas com o reagente. A invenção também proporciona um método para fabricar as tiras de teste da invenção. De acordo com este método, é formada uma estrutura intermédia que compreende uma camada de base e uma camada de separação disposta sobre a mesma. A camada de base tem o primeiro eléctrodo disposto sobre a mesma e este eléctrodo é exposto através de uma abertura na camada de separação. Deste modo, é definido um poço ou canal pelo primeiro eléctrodo/camada de base e as bordas da camada de separação da abertura. Um líquido que contém os reagentes é introduzido no poço ou canal de tal modo que cubra, pelo menos parcialmente e preferencialmente completamente, as paredes laterais do poço. 0 líquido é então seco, deixando um revestimento de reagentes no fundo (primeiro eléctrodo) e nas 3 paredes laterais do poço/canal. Em seguida uma camada superior e um segundo eléctrodo são adicionados sobre o poço/canal.
Numa forma de realização preferida do método, a camada de separação tem um revestimento adesivo e uma folha anti-adesiva do lado oposto da camada de base e as paredes laterais do poço estendem-se para cima através da folha anti-adesiva. 0 material reagente é introduzido no poço/canal de tal modo que pelo menos uma parte da parede lateral da folha anti-adesiva é coberta com o liquido contendo reagente antes da secagem e, preferencialmente, com reagente depois da secagem. A remoção subsequente da folha anti-adesiva resulta num poço no qual as paredes laterais são substancialmente completamente cobertas com reagente seco.
Breve Descrição dos Desenhos A Fig. 1 ilustra as reacções químicas básicas utilizadas numa tira de teste para glucose. A Fig. 2 ilustra a corrente como uma função do tempo numa tira de teste numa célula de condutância com os reagentes aplicados apenas ao fundo do poço. A Fig. 3 apresenta uma secção em corte transversal através do espaço que recebe a amostra de um dispositivo de acordo com a invenção. A Fig. 4 ilustra a corrente como uma função do tempo numa tira de teste de acordo com a invenção. A Fig. 5 ilustra uma secção em corte transversal do espaço que recebe a amostra de um dispositivo de acordo com a invenção. A Fig. 6 ilustra uma representação diagramática do método da invenção.
As Figs. 7A e B ilustram representações diagramáticas do método da invenção. 4
Descrição Pormenorizada da Invenção 0 pedido refere-se a dispositivos ou tiras de teste electroquimicos do tipo habitualmente utilizados na análise de glucose no sangue.
Definições
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, o termo "dispositivo de teste electroquímico" refere-se a um dispositivo que proporciona, só ou em combinação com um medidor reutilizável, uma determinação de um analito numa amostra usando um ensaio electroquímico. Os dispositivos de teste electroquimicos preferidos são dispositivos descartáveis, de utilização única do tipo que é geralmente conhecido para determinação dos níveis de glucose em casa. 0 termo "analito", tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido significa um componente de uma amostra a ser dosada. Exemplos não-limitativos de analitos específicos incluem glucose, hemoglobina, colesterol e vitamina C.
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, o termo "eléctrodo" refere-se a um componente do dispositivo que transfere electrões desde ou para espécies numa amostra introduzida no espaço para receber a amostra do dispositivo de teste electroquímico e que é ou pode ser conectado a um circuito para determinar a quantidade de transferência de electrões que ocorre seja como um fluxo de corrente seja como uma diferença potencial entre os eléctrodos que entram em contacto com a mesma amostra. Os eléctrodos nos dispositivos da invenção são feitos de materiais condutores, compatíveis com o analito específico que a célula electroquímica destina-se a detectar. Exemplos específicos 5 de materiais de eléctrodo condutor incluem ouro, carbono, prata, paládio e platina. 0 material condutor utilizado no primeiro e segundo eléctrodos pode ser o mesmo ou pode ser diferente um do outro. Numa forma de realização preferida da presente invenção o material condutor utilizado para formar os eléctrodos é o ouro.
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, o termo "separador" refere-se a uma camada de material que proporciona separação eléctrica entre os dois eléctrodos do dispositivo. Assim, o separador é em geral um material isolante e o contacto eléctrico entre os eléctrodos só ocorre na presença de uma amostra no espaço para receber a amostra. Em formas de realização preferidas, o separador é formado de uma película ou folha de um material isolante. Exemplos de materiais adequados incluem, sem limitação, poliimida, poliéster, tereftalato de polietileno (PET), policarbonato, vidro e fibra de vidro. 0 separador também pode ser formado por deposição de uma camada isolante, por exemplo, pela pulverização de um revestimento resistivo. Pode-se formar aberturas nessas camadas utilizando técnicas convencionais que incluem o pré-corte de uma abertura numa película ou folha definida por laser ou ataque químico e outros.
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, o termo "reagente" refere-se a um químico ou mistura de químicos que, quando combinados com uma amostra permite que o dispositivo electroquímico seja utilizado para fazer uma determinação do analito na amostra. Não é necessário que o reagente seja suficiente para permitir desta determinação e a adição de químicos adicionais à amostra antes da introdução no dispositivo de teste é aceitável, embora não seja preferido. No entanto, o reagente contém, no mínimo um material redox activo que é oxidado no primeiro eléctrodo e reduzido no segundo eléctrodo (ou vice-versa) quando o dispositivo é utilizado. 0 reagente pode incluir 6 materiais redox activos múltiplos que actuam como transportador de carga entre os eléctrodos.
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, a expressão "determinação de analito" refere-se e abrange a detecção qualitativa da presença do analito, isto é, se o analito está ou não presente em quantidades detectáveis na amostra, a detecção semi-quantitativa, isto é, se o analito está ou não presente numa quantidade superior a um valor limiar predeterminado e avaliação quantitativa, isto é, a determinação da quantidade numérica real do analito que está presente.
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, os termos "cobrir" ou "cobertura" referem-se ao revestimento da superfície especificada. Não exige uma cobertura completa, por exemplo, no caso onde podem existir poros no revestimento, mas meramente uma distribuição do agente de cobertura sobre a superfície especificada. Além disso, não exclui revestimentos que podem ser menos do que completos devido a falha involuntárias no processo de revestimento num dispositivo específico.
Tal como utilizado na memória descritiva e nas reivindicações deste pedido, a expressão "porção das paredes laterais que se estendem de forma contígua a partir do eléctrodo revestido" refere-se a um revestimento em que o revestimento de reagente sobre o eléctrodo flui para dentro do revestimento de reagente nas paredes laterais.
Dispositivo da Invenção A Fig. 3 ilustra uma secção em corte transversal através do espaço que recebe a amostra de um dispositivo de acordo com a 7 invenção. Tal como ilustrado, uma camada 31 de substrato tem um eléctrodo 32 disposto sobre a mesma. A camada 33 separadora tem uma abertura na mesma que proporciona as paredes laterais 34, 34'. A camada 35 de substrato superior tem um eléctrodo 36 disposto sobre a mesma. 0 espaço 37 que recebe a amostra é ligado pelos eléctrodos 32 e 36 e as paredes laterais 34 e 34' e contém reagente 38 seco. Numa forma de realização alternativa, o espaço que recebe a amostra pode ter superfícies superior e inferior que são parcialmente cobertas pelos eléctrodos e camada superior parcialmente exposta. 0 reagente 38 seco cobre o eléctrodo 32 na parte do fundo do espaço que recebe a amostra 37 e estende-se para cima ao longo das paredes laterais 34, 34'. A Fig. 4 ilustra um perfil de corrente/tempo para um dispositivo de acordo com a invenção no qual o reagente seco cobre substancialmente toda a parede lateral. Uma comparação desta figura com a Fig. 2 mostra a evidente vantagem da invenção, nomeadamente que a corrente começa imediatamente, e o estado estável é atingido em menos tempo.
Embora sem pretender estar ligado a qualquer mecanismo específico, acredita-se que este efeito ocorre porque desde o início estão presentes transportadores de carga nas proximidades de ambos os eléctrodos e, portanto, a corrente pode ser gerada imediatamente. Em contraste, quando o reagente é aplicado apenas sobre a superfície do primeiro eléctrodo, as reacções químicas podem começar imediatamente mediante a adição da amostra mas uma corrente substancial não pode fluir até o mediador (ou alguma outra espécie redox activa) difundir do primeiro eléctrodo para o segundo. Isto leva tempo e portanto há um atraso antes da corrente dependente de analito ser observada. Além disso, no caso de um reagente com uma pequena quantidade de mediador activo, a reacção não pode sequer começar para além de um certo ponto até que uma contra-reacção esteja disponível. Este atraso no início da reacção química é cumulativa com os atrasos devidos a outros processos de difusão.
Com base nesse mecanismo, a teoria prevê que o atraso em tempo será relacionado com o quadrado da distância que a carga tem de atravessar para alcançar o segundo eléctrodo. Isto significa que, se a distância entre o reagente seco e o segundo eléctrodo for cortada pela metade, o tempo será reduzido por um factor de 4 e que até mesmo o revestimento de 25% da parede lateral resultará numa redução no tempo necessário para alcançar a corrente máxima por um factor de cerca de 2. Deste modo, nos dispositivos da invenção, pelo menos 25%, preferencialmente pelo menos 50%, mais preferencialmente pelo menos 75%, e mais preferencialmente toda a parede lateral que se estende acima do primeiro eléctrodo é revestida com reagente seco.
Este mecanismo também deixa claro que o componente importante no reagente é o mediador ou transportador de carga. Deste modo, tal como ilustrado na Fig. 5, numa forma de realização alternativa da invenção, uma camada 51 de reagente que compreende uma enzima tal como a glucose oxidase, é depositada sobre a superfície do primeiro eléctrodo e um revestimento 52 redox activo é depositado para cobrir o fundo e pelo menos uma porção dos lados do espaço que recebe a amostra. O revestimento 52 redox activo, ou o revestimento 38 de reagente pode conter ambos os estados redox das espécies redox activas no dispositivo. Estas podem ser a forma reduzida, a forma oxidada ou uma misturas dessas. Exemplos específicos não-limitativos de espécies redox activas são os mediadores redox conhecidos para utilização em glucose e outros sistemas de detecção mediados por electroquímicos. O termo "mediador redox", tal como 9 utilizado na memória descritiva e reivindicações desde pedido significa uma espécie química, que não seja um analito, que é oxidada e/ou reduzida no decurso de um processo de etapas múltiplas que transfere electrões para ou a partir do analito para um eléctrodo da célula electroquimica. Exemplos não limitativos de mediadores incluem: • ferricianeto • [FelII (CN) 5{ImH)]2~ • [FelII (CN) 5 (Xm) ] ·" • í RuIII (NHj 5 r (ImH) j 34 • [RuIII íNS-R} s (Im) ]2' • [FelI (CN) r (ImH) ] ' • [RuII(NH3)s(Im)H]z • [ (NC) sFelI (Im) RuIII (NH3 • [ (NC)5FeIII(Im)RuIII(NH3)5]° • [ (NC) 5FeI I (Im) RuiI (NH3) 5]2' • Ferroceno (Fc) e derivados incluindo mas não limitado a: • Monossulfato de Ferroceno • Dissu.1 fato de Ferroceno
• FcCOjH
• FCCH2CO2H
® FcCH:CKCO2H
• Fc (CH2) 3C02H
• Fc(CH2) 4CO2H
• FcCH2CH(NH2)C02H
• FcCH23CH2CH(NH2)CO2H • FcCH2CONH2 • Fc(CH2)2CONH2 ® Fc(CH2)3CONH2 • FC(CH2)4CONH2 10
• FcOH
• FcCH2OH
• Fc(CH2)20H
• FcCH(Me)OH
• FcCH20(CH2)20H • 1,1'-Fc (CH2OH)2 • 1,2~Fc (CH2OH}2 • FcNH 2 • FcCH2NH2 • Fc(CK2)2NH2 ® Fc(CH2)3NH2 » 1, 1 ,-Me2FcCH2NH2 • FcCfí2NMe2 • (R)-FcCH(Me)NMe2 • (S)-FcCH(Me)NMe2 • 1,2-Me3SiFcCH2NMe2 • FcCH2NMe2 ® FcCH2NH(CH2) 2nk2 • 1, l'-Me2FcCH(OH)CK2NH2 • FcCH(OH)CH2NK2 • F cCH:CHCH(OH}CH2NH2 • Fc (CH2 ) 2CH (OH) CH2NH2
• FcCH2CH(CH2NH2)CH2OH
• FcCH2CH(NH2)CH2OH
• FcCH2NH(CH2)2OH • I, 1,~Me2FcCHOCONHCH2 • FcCH (OH) (CH2}2NK2 • 1,1' “Me?FcCH (OH) CH2NHAc • F cB(OH}3 • FcC6H40P03Na2 11 complexos de ósmio II e ósmio III tris(fenantrolina) (isto é, Os-fen) incluindo mas não limitado a:
Os(4, 7-dmfen)3 Os(3,4,7,8-tmfen)5 Os(5,6-dmfen)3 Os (bpy) 3CI2
Os (5-mfen)3 Os(5-Cl-fen)3 0s (5"NO;; --fferi) 3 Os(5-ffen)3 0 s(2,9 —dm—4,7-dpf en)3 e complexos isoestruturais de ruténio incluindo mas não limitados a:
Ru (4,7-dmfen) 3 Ru(3,4,7,8-tmfen)3 Ru(5-mfen)3 Ru(5,6-dmfen)3 .O. LI 1 J. Ί, .1 j.
[ Ru (4,4' -diNH2-bipy) e ósmio IIi tris(bipiridil) {isto é, não limitados a:
Os(bpy)3) incluindo mas Os(bpy)3 Os(dmbpy)3 e complexos de ruténio relacionados, por exemplo: Ru(bpy}3
Ru (4,4’ -diNRp-bpy) 3
Ru(4,4'-diC02Etbpy)3 $ complexos de osmio II : e ósi 0 s(bpy )2) com outros li .gantes Os(bpy ) 2dmbpy 0 s (bpy } 2 ( ΗI m) 2 Os(bpy )2(2MeHim)2 $ Os(bpy )2(4MeHIm)2 # Os(dmbpy)2(Him)2 4» Os(bpy }2C1(Him) $ Os(bpy )2C1(l-Melm) # Os (dmbpy) ?C1 (Him.) Os(dmbpy)2C1(i-Melm) $ e co mplexos de r "uténio Ru(bpy )2(5,5’diNH2-bpy) Ru(bpy )2 (5, 5!diCOvEtbpy ) Ru(bpy ) 2 (4, 4 ' diCOvEtbpy ) onde : Et é e tilo, bpy é Pipi: ridilo, é N- -metil i . mi d.a z 0.1, M e ΗI m ç ) mefcil fens nitrolirr a, mfen é m· etil fenantrolin a, tmfen é tetr ametil dif e ?nii fen antrolina, ffen é feni ser entendi· do que as formas reduzi pode ;m ser u tilizadas, sós 01 j. em coi lio lil bis(bipiridil) (isto é, incluindo mas não limitados a: relacionados, por exemplo: dmbpy β dimet.il bipiridilo, Melm imidazol, Him é imidazol, fen é fenantolina, dmfen é dimetil fenantrolina, dmdpfen é dimetil 1 fenantrolina. Além disso, deve das ou oxidadas desses mediadores robinação umas com as outras. Método da Invenção A presente invenc um dispositivo de teste método esta ilustrado ilustrado, uma camada pão também proporciona um método para fazer eiectroquímico do tipo descrito acima. Este de forma esquemática na Fíg, 6. Tal como 61 separadora é disposta sobre um primeiro 13 eléctrodo KJ 2, Isto pode ser pront amente realis ado utilis ando uma película ou folha i solante que é revestida com ι im adesivo em ambos os lados da . camada 61 separadora. A camada 61 separadora tem uma abertura 63 através da qual é expos ito o primeiro eléctrodo 62. : Esta abertura pode ser na forma de um poço 63, tal como representado na Fiq. 6, ou como um canal 73, tal como ilustrado nas Figs. 7A e B, Um suporte 64 isolante fica sob o eléctrodo 62,
Um reagente 65 liquido que compreende um material redcx activo é introduzido nas aberturas 63/73 na camada 61 separadora de tal maneira a cobrir pelo menos uma porção da mesma, mas preferencialmente todo o primeiro eléctrodo 62 exposto e pelo menos uma porção das paredes laterais 66 da abertura 63/73. Numa forma de realização da invenção, este resultado é conseguido por meio do enchimento da abertura 63/73 até uma profundidade suficiente para cobrir, pelo menos parcialmente, as paredes laterais. 0 resultado também pode ser conseguido por meio da aplicação de um reagente ao longo do eléctrodo e paredes laterais como uma qotícula em movimento sobre uma ponta de distribuição de modo que a mesma deixa um rastro húmido, ou por meio da utilização de um jacto de tinta ou distribuidor similar numa trajectória que resulta nas paredes laterais húmidas bem como um eléctrodo húmido. Deve ser observado que em pequenas escalas geralmente utilizadas nos dispositivos para teste de qlucose, a tensão superficial arrasta o reagente para cobrir todas as superfícies encolhidas de tal forma que a área de superfície do reagente é minimizada. Isto auxilia o reagente a espalhar para os cantos e para as paredes se já encolhidas. 0 reagente 65 líquido é então seco na abertura 63/73 para formar um reagente seco disposto numa camada que cobre o primeiro eléctrodo 62 e pelo menos uma porção das paredes laterais 66. A secagem pode ser realizada simplesmente deixando a estrutura a secar ao ar, secagem, numa corrente de ar aplicada, por aquecimento, 14 secagem numa corrente cie ar aquecido,· secagem a vácuo, ou secagem num vácuo aquecido. Uma folha de material 67 com uma superfície de eléctrodo condutor é em seguida aplicada sobre a parte superior da folha separadora para formar o segundo eléctrodo voltado para o primeiro eléctrodo 62 através da abertura 63. Pode ser criada uma abertura para a introdução da amostra para o espaço que recebe a amostra aparando a estrutura intermédia assim formada transversalmente através da abertura 63/73 e são formados contactos com os eléctrodos para permitir a conexão a um medidor externo. Um método preferido para formar um dispositivo está descrito na Patente Provisória dos Estados Unidos N° 60/521, 555 e Pedido de Patente dos Estados Unidos série N° 10/908,656 depositado em 20 de Maio de 2005.
Foram construídos dois dispositivos utilizando eléctrodos de ouro opostos e um reagente que compreende glucose oxidase, ferricianeto, sais tampão e estabilízantes solúveis. No dispositivo de acordo com a invenção, o reagente estende-se até as paredes laterais em proximidade com 0 segundo eléctrodo. No dísposít. controlo, a reagente foi disposto amenas sobre o pr eléctrodo Um potência 1 d' P 3 0 0 mV foi aplicado (o elé positivo foi o primei ro el éctrodo com reagente; o elé negativo foi o segundo eléc tr oclo sem reagente) a cada dispo assim que as amostras entraram na tira (t=0). Tal como ilustrado na Fig. 2, no dispositivo de controlo os segundos iniciais não tinham corrente real, e a corrente só aumenta a começar em cerca de 1 segundo. A corrente não pode aumentar de forma significativa até que o reagente possa dissolver e difundir no segundo eléctrodo, deste modo proporcionando uma contra-reacção para permitir que a corrente flua. A Fig, 4 ilustra o perfil da corrente para o dispositivo de acordo com a invenção. Neste caso, o reagente 15 dissolve-se e difunde-se quase tão rapidamente quanto a amostra entra na tira e a corrente começa a fluir virtualmente imediatamente (t=0). Deste modo, é obtida uma corrente de estado estável i na estrutura de ( jeometria em forma de sanduich e do eléctrodo deste disposi tivo em cerca de 3 segundos, em cont raste com cerca de 5 segundos para o outro dispositivo.
Lisboa, 29 de Novembro de 2010. 16

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de teste electroquimico caracterizado por compreender: um substrato de fundo que tem um primeiro eléctrodo disposto sobre o mesmo, um substrato superior que tem um segundo eléctrodo disposto sobre o mesmo, e um separador disposto entre os substratos de fundo e superior e que tem uma abertura no mesmo, de acordo com o qual é definido um espaço que recebe a amostra que tem uma superfície de fundo que tem o primeiro eléctrodo disposto sobre a mesma, uma superfície superior, oposta ao primeiro eléctrodo, que tem o segundo eléctrodo disposto sobre a mesma e paredes laterais formadas a partir das bordas da abertura no separador; e um reagente que compreende um material redox activo que é oxidado no primeiro eléctrodo e reduzido no segundo eléctrodo quando o dispositivo é utilizado; em que no dispositivo de teste, antes da introdução de uma amostra líquida, o reagente é disposto numa camada seca que cobre pelo menos uma porção do primeiro ou segundo eléctrodo e pelo menos uma porção das paredes laterais, a referida camada estendendo-se de forma contígua a partir do eléctrodo coberto e para cima ao longo das paredes laterais.
  2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reagente cobrir pelo menos 25% da altura das paredes laterais, tal como pelo menos 50% da altura das paredes laterais.
  3. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reagente cobrir pelo menos 75%, tal como 100% da altura das paredes laterais. 1
  4. 4. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o material redox activo ser seleccionado do grupo que consiste em: reme rane L. 0 I" F Θ111 (CN) 5 (ImH) ] I" F θ 111 (CN) s(Im)j3 [RuIII (NH3 5 (ima;) [RUIII (nh3 s(Im)] CN) 3 (ImH)]J [ Ru II {N H 3) ç, (I m) K ]2 [ (NC)5FeII(Im)RuIII(RH3) b ] [{NC)sFeIII(Im)RuIII(KH3)5 [ (MC) sFelI (Im) RuII (KH3) 5] 2" Ferroceno (Fc) Monossulfato de Ferroceno Dissuifato de Ferroceno F cCQ-Ji FcCH2C02H FcCH:CHC02H Fc (CK2)3C02H Fc (CH2) 4C02H ci 2Cn {NH2)C02H ci 2SC H2CH(NH2)CO ei- 2C0 MTT Í\ÁJ. 0 { (’ H2) 2CONH2 { (’ h2) 3CONH2 { (' h2) 4conh2 FcCH2OH Fc (CH2)2OH FcCH(Me)OH FcCH20(CK2)20H 1, 1 '' ~Fc (CH2OH) 2 1,2-Fc(CH2OH)2 FcNH2 2 FC{CK2)2NH2 Fc(CH2)3NH2 1,1' -Me2FcCH2NH2 F cCH2NMe2 (R) —FcCH(Me)KMe2 (S) -FcCH(Me)NMe2 1, 2 - Me 3 S i f c C H 2 NMe 2 F GCH2NMe2 FcCH2NH(CH2)2NH2 1,1' -Me2FcCH (OH) CH2NH2 FcCH (OH) CH2NH2 FcCH:CHCH(OH)CH2NH2 Fc(CH2)2CH(OH)CH2NH2 FcCH2CH {CH2NH2) ch2oh FcCH2CH (NH2)CH2OH FcCH2NK (CH2) 2oh 1,1' - Μ e 2 F c C H O C O N H C H 2 FcCH (OH) (CH2)2NH2 . ' -Me; >FcCH (OH) CH; F cE S(OH); FcC :6h4op 03Na2 Os ( 4,7-( :imf en) 3 OS ( 3,4,' 7, 8-tm.fen) 3 Os ( 3, 6-( ilmf en) 3 Os ( bpy) ; ;C12 Os ( 5 -mf f 2Fi) 3 Os ( 5-C1- -fen)3 Os ( 5-NO; ! -ffen)3 Os ( 5-f f ( sn) 3 Os ( 2,9-( :!m-4, 7-dpf e Ru ( 4,7-( dmfen)3 Ru ( 3,4,' 7, 8-tmfen)3 Ru ( 5 -mf ( sn) 3 t l\Li i 5, 6-( imfen)3 B-U (fen) 3 [R u(4,4 ' -dÍNH2- bipy 03 (bpy} 3 03 (dmbpy)3 P-U {bpy) 3 P.u (4,4' -diNH2-b !PY) ?. P-U (4,4' -diC02Et bpy) 03 {bpy) 2dmbpy 03 (bpy) 2(Hlm)2 Os (bpy) 2 ( 2ΜθΗΙϊϊ i) 2 Os (bpy) 2(4 Me ΗI m) 2 Os (dmbpy)2(Hlm) 2 OS (bpy) 2C1(Hlm) Os (bpy) 2CI(1-Me Im) Os (dmbpy)2C1(Hl m) Os (dmbpy)2C1(1- Melrr Ru v / 2 v 3! -j ’diNH2-bpy) Ru (bpy)2(5,5 ’diC02Etbpy) Ru (bpy)2(4,4 1diC02Etbpy) ou as s uas formas redox complementa res (oxidadas ou reduzidas) onde Et é etilo, bpy é bipiridilo, dmbpy é dimetil bipiridilo, Melm é N-metil imidazol, MeHIm. é metii imidazol, Him é imidazol, ten é tenantrolina, mfen é raetil fenantolina, dmfen amet i1 te n an t ro1ina, é diraet.i.1 fenantrolina, trnfen dradpfen é dimetil diienil tenantrolina e tfen é fenil f e n a n t. r o 1.1. n a.
  5. 5. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o reagente compreender ainda glucose oxidase.
  6. 6. Método de fabrico de um dispositivo de teste electroquímico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5 caracterizado por compreender as etapas de: 4 (a) formar o substrato do fundo que tem um primeiro eléctrodo disposto sobre o mesmo; (b) formar a camada de separação sobre o substrato do fundo, a referida camada de separação tendo uma abertura formada na mesma através da qual o primeiro eléctrodo é exposto e paredes laterais no interior da abertura; (c) introduzir o reagente liquido que compreende o material redox activo dentro da abertura da camada de separação; (d) secar o reagente liquido para formar um reagente seco, em que o reagente liquido é introduzido na abertura de tal maneira que mediante a secagem é formada uma camada de reagente seco que cobre pelo menos uma porção do primeiro eléctrodo e pelo menos uma porção das paredes laterais; e (e) colocar o substrato superior que tem um segundo eléctrodo disposto sobre o mesmo sobre a camada de separação alinhado de modo a ter o segundo eléctrodo voltado para o primeiro eléctrodo, deste modo formando o espaço que recebe a amostra que tem uma primeira superfície que tem o primeiro eléctrodo disposto sobre a mesma, uma segunda superfície, oposta à primeira superfície, que tem o segundo eléctrodo disposto sobre a mesma, e paredes laterais formadas a partir das bordas da abertura no separador.
  7. 7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a camada separadora aplicada na etapa (b) compreende um revestimento adesivo e uma folha anti-adesiva disposta sobre o lado da camada separadora voltada para distante do primeiro eléctrodo, de modo que uma porção das paredes laterais é formada a partir da folha anti-adesiva, que compreende ainda a etapa de remover a folha anti-adesiva depois da secagem do reagente líquido para expor a camada adesiva.
  8. 8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o reagente líquido ser introduzido na abertura num volume suficiente para encher a abertura até um nível que cobre, pelo 5 menos parcialmente, a porção das paredes laterais formadas da folha anti-adesiva.
  9. 9. Método de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 8, caracterizado por o reagente liquido ser introduzido num volume suficiente para encher a abertura até um nivel que cobre parcialmente a porção das paredes laterais da abertura.
  10. 10. Método de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 9, caracterizado por a abertura ser na forma de um poço que é ligado por paredes laterais em todos os lados ou na forma de um canal ligado pelas paredes laterais em apenas dois lados opostos. Lisboa, 29 de Novembro de 2010. 6
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