PT779984E - Tira de leitura optica com padrao integrado para deteccao de um analito - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO «TIRA DE LEITURA ÓPTICA COM PADRÃO INTEGRADO PARA DETECÇÃO DE UM ANALITO"

Campo da Invenção A invenção refere-se a um dispositivo para teste e a um método para a determinação óptica de analitos em fluidos aquosos, particularmente em sangue integral. Uma forma de realização preferida refere-se a um dispositivo para teste e a um método para medida óptica da concentração de glucose no sangue integral.

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Antecedentes da Invenção A quantificação dos componentes químicos e bioquímicos em fluidos aquosos coloridos, em particular fluidos biológicos coloridos, tais como sangue integral e urina, e derivados de fluidos biológicos, tais como soro e plasmas sanguíneos, é de importância sempre crescente. Existem aplicações importantes no diagnóstico e tratamentos médicos e na quantificação da exposição a drogas terapêuticas, a intoxicantes, a produtos químicos perigosos e a produtos semelhantes. Em alguns casos, as quantidades de materiais a determinar são, quer tão minúsculos - na faixa de 1 micrograma ou menos por decilitro -quer tão difíceis para determinar com precisão, que o aparelho empregado é complicado e só pode ser usado por pessoal de laboratório especializada. Neste caso, os resultados não estão 1

de uma forma geral disponíveis em poucas horas ou dias após o teste. Noutros casos, é dada muita vezes ênfase à possibilidade dos operadores não especializados levarem a cabo o teste como rotina, rapidamente e de forma reproduzível fora de um laboratório equipado com meios para informação rápida ou imediata.

Um teste médico comum é a medida do nível de glucose no sangue pelos diabéticos. As recomendações correntes aconselham os doentes diabéticos a medir o nível de glucose no sangue de duas a sete vezes por dia, conforme a natureza e a gravidade dos seus casos individuais. Com base nos padrões observados nos níveis de glucose medidos, o doente e o médico em conjunto fazem ajustamentos na dieta, no exercício e na tomada de insulina para melhor controlo da doença. Como é evidente, esta informação deverá estar à disposição do doente imediatamente.

Vulgarmente, um método largamente usado nos Estados Unidos emprega um artigo para teste do tipo descrito na patente US N° 3.298.789, atribuída em 17 de Janeiro de 1967 a Mast. Neste método, uma amostra de sangue integral acabado de colher (tipicamente 20-40 μΐ) é colocada numa almofada reagente revestida a etilcelulose, contendo um sistema de enzimas com actividade de oxidase e peroxidase da glucose. 0 sistema de enzimas reage com a glucose e liberta peróxido de hidrogénio. A almofada também tem um indicador que reage com o peróxido de hidrogénio na presença da peroxidase para dar uma cor proporcional em intensidade ao nível de glucose da amostra.

Outro método popular de teste da glucose no sangue emprega os mesmos produtos químicos, mas no lugar da almofada revestida a etilcelulose usa uma película resistente à água, através da qual as enzimas e o indicador se dispersam. Este tipo de sistema é descrito na patente US N° 3.630.957, concedida em 28 de Dezembro de 1971 a Rey e outros. 2

Em ambos os casos, a amostra permanece em contacto com a almofada de reagente durante um determinado tempo (em regra um minuto) . Então, no primeiro caso, a amostra de sangue é lavada com uma corrente de água, enquanto que no segundo caso é retirada da película. A almofada reagente ou película é então seca e avaliada. A avallaçao da concentração de analito é feita, quer comparando a cor obtida com uma tabela de cores, quer colocando a almofada ou a película num instrumento de reflexão difusa para ler um valor de intensidade da cor.

Embora os métodos atrás referidos tenham sido usados no controlo da glucose durante vários anos, têm certas limitações. 0 tamanho da amostra necessária é bastante grande para um teste por picada no dedo e é difícil de alcançar com certas pessoas, cuja capilaridade do sangue não se manifesta facilmente.

Além disso, estes métodos partilham a limitação das outras determinações colorimétricas por operadores não especializados, em virtude do seu resultado ser baseado numa leitura correcta da cor que, por sua vez, está relacionada com a duração real da reacção entre a amostra e os reagentes do teste. 0 facto da amostra dever ser lavada, seca ou limpa, a almofada reagente após o intervalo de tempo da reacção necessita que o utilizador esteja pronto no fim do referido intervalo e limpe ou aplique um jacto de limpeza no momento exigido. 0 facto da reacção ser interrompida pela remoção da amostra conduz a alguma incerteza no resultado, especialmente no caso de um utilizador doméstico. A lavagem, a secagem ou a limpeza excessivas podem conduzir a resultados baixos, enquanto que a lavagem insuficiente pode conduzir a resultados elevados.

Outro problema que aparece muitas vezes nas determinações simples por operadores não especializados é a necessidade de iniciar uma sequência de tempo quando o sangue é aplicado a uma almofada reagente. Um utilizador deverá normalmente picar o 3

dedo do doente para obter uma amostra de sangue e será então necessário aplicar simultaneamente o sangue do dedo a uma almofada reagente e iniciar uma temporização com a sua outra mão, desta forma necessitando de usar simultaneamente as duas mãos. Isto é particularmente difícil, uma vez que é muitas vezes necessário assegurar que a temporização seja iniciada apenas quando o sangue é aplicado à almofada reagente. Todos os métodos da tecnologia anterior necessitam de manipulações adicionais ou percursos adicionais para conseguir este resultado. De acordo com isto, a simplificação desta característica dos instrumentos de leitura por reflectância é desejável.

Foram conseguidos grandes melhoramentos quando da introdução dos sistemas descritos nas patentes US 5.179.005, 5.059.394, 5.049.487 e 4.935.346, em que é proporcionado um aparelho para aceitar uma tira de teste possuindo uma almofada de teste, cuja superfície compreende uma zona de reacção preparada para poder ser lida opticamente pelo referido aparelho. A tira de teste é inserida no aparelho, o aparelho arranca e então todo o sangue é aplicado na almofada de teste. Pelo menos uma porção deste sangue é levada a penetrar na zona de reacção, pelo que qualquer analito nele presente reage com os reagentes produtores de cor na almofada de teste, de maneira a alterar as características de reflectância da luz na zona de reacção. A reflectância da zona de reacção é portanto uma medida da presença e/ou da quantidade de analito presente na amostra de sangue. Como vem descrito nas patentes atrás mencionadas, este sistema não exige uma amostra grande de sangue nem exige que o utilizador assuma manipulações temporizadas relativas ao começo ou ao fim da reacção. Pelo contrário, em virtude da tira ser primeiro inserida no aparelho antes da aplicação da amostra de sangue, uma leitura da reflectância padrão da zona de reacção no estado seco pode ser obtida. O começo da reacção pode ser detectado pelo primeiro 4

«afloramento» da amostra líquida na zona de reacção pelo controlo da reflectância e comparação da leitura com a reflectância padrão da zona de reacção em seco. Uma leitura da reflectância, feita passado um certo tempo após o começo da reacção, e comparada com a reflectância padrão, isto é, a leitura relativa à zona de reacção seca, indicará a quantidade de analito presente na amostra.

Enquanto o sistema atrás descrito resolve na verdade os problemas da tecnologia anterior e liberta o utilizador do trabalho de medida e temporização, requer que o utilizador aplique uma amostra de sangue sobre a tira, enquanto a tira está no aparelho. Na maioria dos casos isto não representa problema para a grande maioria dos utilizadores. Contudo, alguns utilizadores têm dificuldades, como por exemplo uma visão defeituosa ou coordenação motora diminuída, de tal maneira que uma aplicação precisa de sangue por estes utilizadores às tiras já colocadas no aparelho representa uma tarefa difícil. Além disso, para utilizadores institucionais, existe a possibilidade de certa quantidade de sangue de outros utilizadores ficar no dispositivo, uma vez que os sistemas necessitam da aplicação do seu dedo picado ao dispositivo. Nesta circunstância, há necessidade de desinfectar o dispositivo entre utilizadores.

De acordo com isto, pelas razões acima referidas, no caso de pelo menos alguns utilizadores seria preferível aplicar primeiro a amostra de sangue à tira antes de a inserir no aparelho. Infelizmente, procedendo desta forma, o aparelho deixa de ter possibilidade de leitura da reflectância da zona de reacção em seco apresentada ao aparelho. Esta leitura era necessária nos dispositivos da tecnologia anterior para proporcionar um padrão para determinar a alteração da reflectância como resultado da reacção e, desta forma, a presença c/ou a quantidade de analito na cimostra. 5

Certos sistemas anteriores foram concebidos para proporcionar o aparelho com um padrão calibrado de maneira a permitir que uma tira com uma amostra já aplicada fosse introduzida no aparelho. Em cada um destes casos, contudo, os sistemas anteriores complicaram as tarefas do utilizador na obtenção de uma leitura e exigiram ao referido utilizador o emprego de etapas múltiplas na operação destes sistemas anteriores.

Por exemplo, o sistema descrito na patente US N° 4.125.372, atribuída a Kawai, descreve uma tira para teste que inclui duas regiões com caracteristicas ópticas essencialmente idênticas, em que uma região sofre uma mudança de cor na presença do analito e a outra região não. Desta forma, as variações de cor da região que se altera podem ser determinadas comparando-as com a leitura calibrada da região que não se alterou após a tira ter sido inserida. 0 processo de calibragem, contudo, exige que o utilizador faça a inserção da tira por etapas. Em primeiro lugar, a tira é inserida numa primeira posição, em que o utilizador ajusta manualmente um botão de calibragem para obter uma leitura baseada na região que não muda de cor. Em seguida, o utilizador insere a tira numa segunda posição para obter uma leitura sobre a região que muda de cor, a qual é então comparada com a primeira leitura para obter um valor da quantidade de analito presente. Obviamente, estas etapas múltiplas são indesejáveis e, particularmente, no que se refere a um utilizador com dificuldades. Na patente US N° 5.037.614, atribuída a Makita, é descrito de novo um processo de etapas múltiplas, em que o utilizador insere no aparelho em primeiro lugar uma tira para teste limpa, obtém em seguida um valor padrão calibrado, em seguida remove a tira, depois aplica a amostra e então volta a inserir a tira, activando de cada vez o modo apropriado de operação do aparelho. 6

Nos dispositivos descritos nas patentes US N° 5.277.870 e 5.174.963, atribuídas a Fuller, um elemento em disco calibrado e substituível, específico de um lote de tiras de teste, é empregado em separado para proporcionar um padrão calibrado. Não há, contudo, meios para compensação da deterioração com o tempo deste disco padrão exterior. Além disso, existe o inconveniente de passos múltiplos de inserção dos discos e em seguida cia tira.

De accrcc com tudo isto, existe a necessidade de uma tira, de um aparelho e de uma metodologia para permitirem que o utilizador aplique uma amostra à tira antes de a inserir no aparelho de leitura, ao mesmo tempo que se proporciona um padrão calibrado para determinação da presença e/ou da quantidade de analito; tudo sem necessidade de manipulação excessiva, de etapas múltiplas, ou do perigo de deterioração ou da má colocação de alguns padrões calibrados separados.

Sumário da Invenção

De acordo com as recomendações da invenção, é provida uma tira para teste para determinar a presença e/ou a quantidade de um analito numa amostra líquida, que pode ser empregada, aplicando em primeiro lugar a amostra à tira e, em seguida, inserindo a tira num aparelho de leitura óptica. Isto é conseguido sem exigir que o utilizador realize manipulações adicionais para prover o aparelho de um padrão calibrado para comparar com a tira contendo a amostra.

Especificamente, a tira para tesle compreende uma orla frontal, uma orla posterior e uma porção para que nela seja aplicado o líquido, tendo esta porção uma superfície opticamente visível (isto é, pelo menos relativamente à óptica do aparelho a ser utilizado com a tira), definindo uma zona de 7

reacção. A zona de reacção é tal que a sua reflectância varia em função da quantidade de analito presente no liquido aplicado. De preferência, isto é conseguido pelo analito, se estiver presente, por reacção com reagentes que produzem uma alteração de cor da zona de reacção. A tira de teste compreende também uma zona padrão opticamente visível, tendo ao longo do seu comprimento uma reflectância substancialmente constante. De preferência, a zona padrão tem uma elevada reflectância, substancialmente constante relativamente à reflectância da zona de reacção. A zona padrão é colocada na tira de maneira a ficar à frente da zona de reacção quando a tira é inserida no aparelho. A zona padrão escolhida prolonga-se da zona de reacção em direcção à orla frontal numa distância de pelo menos 0,3 polegadas (0,762 cm).

De acordo com isto, o aparelho pode ser provido de meios ópticos para determinar sequencialmente o valor da reflectância da zona padrão quando a tira está a ser inserida no aparelho até à sua posição de inserção total e, o valor da reflectância da zona de reacção após a tira ter sido inserida. Adicionalmente, o aparelho é provido de meios para calcular a presença e/ou a quantidade de analito em questão, como função da reflectância de uma zona padrão e da reflectância de uma zona de reacção.

Devido à configuração da tira de acordo com a invenção e especificamente à existência de uma zona padrão precedendo a zona de reacção, o aparelho atrás mencionado necessita de ser provido de apenas um sistema óptico, por exemplo, um díodo emissor de luz e um detector de luz para leitura da reflectância numa única posição ao longo do percurso da tira. De preferência, devido às razões aqui descritas, a reflectância em dois comprimentos de onda específicos é desejável e daí serem providos dois díodos emissores de luz, ainda que ambos focados na mesma posição ao longo do percurso da tira. 8

Durante a operação, o utilizador liga o aparelho, aplica a amostra a uma tira nova e em seguida insere a referida tira totalmente no aparelho e lê os resultados. Sem intervenção do utilizador, a tira configurada de acordo com as recomendações da invenção permite que o aparelho leia a reflectância da luz incidente sobre a zona padrão quando ela passa pela óptica do aparelho quando a tira é inserida. A leitura é empregada para então calibrar o aparelho para ter em conta as variações devidas a alterações do aparelho, desde condições de fabrico até variações de lote a lote da tira. A tira completamente inserida apresenta então a zona de reacção ao sistema óptico do aparelho, podendo a reflectância desta superfície ser lida. São atribuídos ao aparelho meios para cálculo e apresentação da presença ou concentração de analito em função destas leituras.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção pode ser mais facilmente compreendida com referência à descrição pormenorizada que se segue quando lida em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma tira e de um aparelho englobando as recomendações da invenção; A figura 2 é uma vista de uma secção transversal parcial longitudinal feita ao longo da linha 2-2 da figura 1 e representando a tira totalmente inserida no aparelho; A figura 3 é uma vista em secção parcial transversal feita ao longo da linha 3-3 da figura 1 e representando a tira totalmente inserida no aparelho; A figura 4 é uma planta de uma superfície principal de uma tira englobando as recomendações da invenção; 9 \

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A figura 4A é uma planta semelhante à da figura 4 numa forma de realização alternativa da invenção; A figura 5 é uma vista em corte longitudinal da tira da figura 4 feita ao longo de 5-5 da figura 4; A figura 6 é uma vista em corte transversal longitudinal esquemática da tira da figura 4 inserida no aparelho e de meios para a leitura da tira;

As figuras 7-11 são vistas em corte transversal longitudinais esquemáticas da tira da figura 6 em várias posições sequenciais, quando é inserida no aparelho; A figura 12 é uma representação gráfica da reflectância da luz medida pelo aparelho em função do tempo quando a tira é inserida no aparelho; e A figura 13 representa um pormenor do caminho de passagem da tira numa secção transversal longitudinal.

Descrição Pormenorizada da Invenção

Voltando agora aos desenhos, a figura 1 representa uma vista em perspectiva explodida de uma tira 10 para aplicação nela de uma amostra e para inserção da tira 10 com a amostra no aparelho de leitura óptica 12. Esta forma de realização da tira 10 e do aparelho 12 será descrita a seguir de uma forma geral em termos da detecção e quantificação da glucose, mas deve ser entendido pelos especialistas na arte, que as recomendações aqui feitas não se limitam às determinações da glucose mas, em vez disso, podem ser aplicadas a outras determinações de analitos. Além disso, por motivos de simplificação e de clareza, a tira 10, o aparelho 12 e as suas partes componentes respectivas devem ser todos descritos com a orientação mostrada 10

nos desenhos, e termos, tais como «o fundo» e o «topo», devem ser aplicados consistentemente com esta orientação. Deverá ser apreciado, contudo, que este método de descrição é utilizado meramente por conveniência e de nenhuma forma a invenção fica restrita a esta orientação, podendo de facto a tira e o apoio da tira rodar num ângulo qualquer relativo au aparelho, e podendo ainda assim aplicar-se as recomendações nela contidas.

Como pode ser visto na figura 1, a tira 10 está preparada para ser inserida longitudinalmente numa abertura 14 de um suporte 16 da tira transportado no aparelho 12. Este suporte da tira 16, representado em mais pormenor nas figuras 2 e 3, é de preferência removível do aparelho 12 para limpeza. 0 aparelho 12 é provido na sua superfície visível de um ecrã 18, no qual podem ser apresentadas mensagens, instruções, avisos de erro e principalmente resultados, por meios, tais como visores de cristais líquidos que são bem conhecidos na arte. Esta informação pode ser veiculada por letras, palavras, números ou ícones. Adícionalmente, o aparelho 12 é provido de um interruptor para activação do aparelho, de preferência com baterias, e este interruptor está representado como um botão 20 nos desenhos.

Referindo-nos agora às figuras 2 e 3, aqui representadas em cortes transversais longitudinais e transversos, respectivamente, está o suporte removível da tira 16 com uma tira 10 totalmente inserida, em conjunto com vistas parciais de partes adjacentes do aparelho 12. 0 suporte 16 é constituído por um guia superior 22 e por um guia inferior 24, que em conjunto formam um canal ou passagem 26 para a tira, no qual a tira é inserida através da abertura 14. A extensão da inserção completa da tira é determinada pela parede espera 31 da tira. Deve notar-se que a passagem 26 faz um ângulo relativamente ao plano de fundo 28 do aparelho 12, de maneira a facilitar a 11

inserção da tira 10 quando o aparelho está apoiado numa superfície plana. 0 guia inferior 24 é provido de uma abertura 30, através da qual a superfície de fundo 11 da tira 10 pode ser «vista» pelo sisi-ema óptico localizado por baixo do guia inferior 24. Como será compreendido em seguida, a abertura 30 está posicionada ao longo do guia inferior 24, de maneira a «ver» a superfície de fundo de uma zona de reacção da tira 10 quando a tira 10 fica completamente inserida na passagem 26. 0 equipamento óptico do aparelho está localizado no bloco óptico 32 fixado ao aparelho 12. O bloco óptico 32 contém um díodo e emissor de luz (LED) 36 capaz de enviar luz através da abertura 30 sobre uma superfície, por exemplo a superfície inferior da tira. O díodo emissor de luz é de preferência do tipo que emite luz com um comprimento de onda bastante uniforme em rápidas explosões, a seguir referidos como «chops» (impulsos) durante um certo período de tempo cada vez que é activado. Com vista à determinação da glucose, verificou-se preferível empregar dois destes LEDs emitindo cada um luz com comprimentos de onda diferentes e de preferência nos 660 e 940 nanometros (LED 660 e LED 940, respectivamente) . O bloco óptico 32 compreende também um fotodetector 38, um dispositivo capaz de interceptar a luz reflectida pela superfície sobre a qual os LEDs são focados e converter essa luz numa tensão mensurável.

Incluído no guia superior 22, está um dispositivo inclinado 40, que está preparado para ser conduzido na direcção da superfície superior 42 do guia inferior na área da abertura 30, de maneira a assegurar que a porção da tira 10 que fica por cima da abertura 30 seja plana e apresente ao sistema óptico uma superfície opticamente consistente. Como está representado nos desenhos, o dispositivo. 40 compreende uma membrana elastomérica, tendo na sua superfície oposta à abertura um 12

empanque 44 que se projecta em forma de anel, que está preparado para exercer pressão contra a tira quando no lugar e mantém a tira plana relativamente à abertura. Centrado com a projecção em forma de anel está um alvo colorido de preferência cinzento, a seguir referido como «alvo cinzento 45». Como aqui será descrito com mais pormenor, o alvo cinzento 45 apresenta ao sistema óptico uma superfície para assegurar uma calibragem correcta do aparelho antes da tira ser inserida. 0 dispositivo inclinado 40 pode assumir formas diferentes da de uma membrana elastomérica. Por exemplo, uma mola de folha pode ser usada como dispositivo inclinado. No pedido pendente WO 9607892, estes dispositivos inclinados alternativos são descritos e incluem um dispositivo particularmente útil, em que a passagem 26 é concebida com uma configuração em serpentina, a qual em combinação com uma tira que tenha propriedades de mola serve para funcionar como meio de inclinação. Uma passagem como esta está representada na figura 13, em que o guia superior 22 e o guia inferior 24 estão representados. A tabela 1 a seguir enumera as dimensões preferidas para os ângulos, as distâncias e os raios; todos baseados nas coordenadas X, Y representadas na figura 13. 13

TABELA 1 - DIMENSÕES DA FIGURA 13 ÂNGULOS (Graus) A 26 F. 17 '1 9 DISTÂNCIAS - cm (Polegadas) I,· 1,43 (0,562) L. 1/17 (0,467) T 0, 47 (0,184) L, 00 o o (0,013) CURVATURA RAIO -cm (polegada) CENTRO (X,Y In) Ri 0,5 (0,2) 0,207, 0, 179 R? 0, 88 (0, 347) 0,391, 0,300 Rs 0,25 (0,100) 0,417, 0,006 r4 6, 69 (2, 635) 0,412, 2,603

Referindo-nos agora à figura 4, nela está representada uma vista plana da superfície de fundo 43 de uma tira 4 6 incluindo as recomendações da invenção. A figura 5 é uma vista da tira 46 em corte transversal longitudinal feito pela linha 5-5 da figura 4. 14

Na forma de realização aqui descrita para a detecção da glucose no sangue integral, a tira 46 compreende um suporte alongado e de uma forma geral rectangular 47, ao qual está ligada uma almofada para teste 48, contendo reagentes e provida de um meio de transporte de sobreposição 50. Na utilização, a amostra destina-se a ser aplicada à superfície de topo do meio de transporte 50 que se sobrepõe à almofada de teste 48. Uma porção da amostra penetra através da já referida almofada e qualquer glucose presente reage com o reagente nela existente para produzir mudança de cor que é visível na superfície inferior da almofada de teste. Uma abertura do suporte 52 é realizada ao longo do suporte para alinhar com a abertura 30 no guia inferior do aparelho quando a tira está totalmente nele inserida, de maneira que a porção de fundo da superfície da almofada será visível pelo sistema óptico do aparelho (esta porção constitui a zona de reacção).

Pormenores destes componentes da tira são descritos no pedido de patente europeia EP-A-0574134, publicada em 15 de Dezembro de 1993, pendente em conjunto com o documento US Série N° 881.970, apresentado em 12 de Maio de 1992. De uma maneira resumida, o meio de transporte 50 compreende poros que drenam através deles a amostra por acção de capilaridade. O meio de transporte pode ser constituído por materiais naturais, tal como algodão ou papel, bem como por materiais sintéticos, tais como poliésteres, poliamidas, polietileno e outros semelhantes. 0 meio de transporte tem poros com um diâmetro efectivo na ordem dos cerca de 20 micrómetros aré cerca de 350 micrómetros, de preferência cerca de 50 a cerca de 150 micrómetros, por exemplo 100 micrómetros. O meio de transporte é geralmente hidrófilo ou pode ser tornado hidrófilo por tratamento com surfactantes compatíveis com os glóbulos vermelhos do sangue. Um surfactante compatível deste tipo é o MAPHOS ® 66, fornecido por Mazer Chemical, uma divisão de PPG Industries Inc. 15 \ Γν

Chemicals of Gurnee, Illinois, USA. Numa forma de realização preferida, o meio de transporte é capaz de absorver amostras de sangue de desde cerca de 20 a cerca de 40 microlitros, por exemple' 30 microlitros. meio de transporte pode ser, por exemplo, um papel de filtro ou um material plástico agregado, tal como os produtos de poiietileno poroso vulgarmente disponíveis na firma Porax Corporation de Fairburn, Georgia, USA. 0 meio de transporte é geralmente fabricado com uma espessura de cerca de 0,056 cm (0, 022 polegadas), com cerca de 0,64 cm (0, 25 polegadas) de largura e cerca de 2,5 cm (1,0 polegadas) de comprimento. O meio de transporte é tratado com uma solução surfactante compatível com uma célula de sangue vermelho. Uma vez que apenas 3 a cerca de 5 microlitros de sangue são necessários para saturar a almofada de teste, o meio de transporte deverá de preferência possuir um pequeno volume vazio para não necessitar de grandes volumes de sangue. 0 excesso de sangue aplicado à tira reagente é absorvido e mantido na porção do meio de transporte que se prolonga para além da almofada de teste. A almofada de teste e a sua preparação vêm também descritas em pormenor na patente US 4.935.346 e não necessitam assim de ser descritas em pormenor. Essencialmente, a almofada tem uma matriz porosa hidrófila, à qual os reagentes podem ser aglutinados covalentemente ou não covalentemente. Exemplos de um material apropriado incluem poliamidas que são vantajosamente polímeros de condensação de monómeros de 4 a 8 átomos de carbono, em que os monómeros são lactames ou combinações de diaminas e membranas baseadas em ácidos dicarboxílicos, polisulfonas, poliésteres, poiietileno e celulose. Outras composições poliméricas podem também ser usadas. Além disso, as composições de polímeros podem ser modificadas para introduzir outros grupos funcionais de maneira 16

a proporcionar estruturas carregadas, de maneira que as superfícies possam ser neutras, positivas ou negativas, bem como neutras, básicas ou ácidas. 0 material escolhido é uma polisulfona anisotrópica, hidrófila, tendo poros de tamanhos variáveis, de grandes a pequenos, ao longo da espessura da matriz. A matriz preferida é obtida na Memtec América Corporation, de Maryland e tem uma média de tamanhos de poros de cerca dc 125 a cerca de 140 micrómetros, por exemplo 130 micrómetros. O racio do diâmetro médio dos grandes e pequenos poros é cerca de 100. O meio de transporte 50 está ligado à almofada de teste 48 por um adesivo (não representado) . Adesivos apropriados para este fim incluem formulações baseadas em acrílico, borracha e acetato de vinilo etileno (AVE) . Os adesivos especialmente vantajosos são os que fundem pelo calor bem conhecidos na arte. O adesivo pode ser colocado em tiras contínuas localizadas apenas no perímetro da almofada, deixando uma porção central da superfície da almofada praticamente desobstruída.

Em alternativa, quando a camada de transporte é constituída por um material que funde a temperaturas industrialmente utilizadas, a referida camada pode ser directamente ligada à almofada pela utilização de calor e pressão. A camada de transporte é aquecida até começar a fundir e depois comprimida contra a almofada e arrefecida. A ligação directa da camada de transporte à almofada de teste por fusão evita qualquer necessidade de uma camada adesiva distinta. 0 meio de transporte é preparado para aceitar uma amostra de sangue integral e transportar uma porção detectável da amostra para a superfície receptora por acção capilar. O meio de transporte de preferência prolonga-se para lá de uma ou mais extremidades da almofada, de maneira a formar um reservatório para reter as quantidades de sangue da amostra em excesso que podem 17

'rp apresentar-se durante o uso real. É normalmente mais desejável reter estas quantidades de sangue em excesso no meio de transporte em vez de permitir que o excesso escorra para o utilizador ou para os meios de observação numa forma descontrolada. De acordo com isto, é preferível que o meio de transporte seja capaz de reter de cerca de 20 a cerca de 40 microlitros de sangue, de preferência cerca de 30 microlitros de sangue e de passar de cerca de 3 a cerca de 5 microlitros de sangue para a almofada de teste. A almofada de teste é impregnada com um sistema reagente, que forme cor, específico de um determinado analito. Os analito mais comuns são a glucose, o colesterol, a ureia e muitos outros que facilmente ocorrerão aos especialistas na arte. De preferência, o sistema reagente que forme cor inclui uma enzima que catalisa selectivamente uma reacção primária com o analito que interessa. Um produto da reacção primária pode ser um corante que provoca uma alteração na cor detectável na zona de reacção. Em alternativa, o produto da reacção primária pode ser uma substância intermédia que dá origem a outra reacção, de preferência também enzima catalisada, e participa numa reacção secundária que directa ou indirectamente dá origem a um corante final para provocar uma alteração na cor detectável na zona de reacção.

Um exemplo de sistema reagente que forma cor é o sistema específico da glucose e contém oxidase de glucose, uma peroxidase e um corante que pode sofrer oxidase. A oxidase da glucose é uma enzima usualmente obtida a partir de Aspergillus Nigar ou Penicillium que reagem com glucose e oxigénio para produzir gluconolactona ou peróxido de hidrogénio. O peróxido de hidrogénio assim produzido, catalisado por uma enzima de peroxidase, por exemplo a peroxidase de horseradish, provoca a oxidase do corante. 0 cromoforo resultante (o corante oxidizado) exibe uma cor que pode ser observada na zona de 18 ~~7 ~~7 Jt • ' ' \ i \!i r: . reacção. Muitos corantes que podem ser oxidizados e que são apropriados são conhecidos na arte e incluem, por exemplo, os referidos na patente US 5.304.468. Um corante que pode ser oxidizado e particularmente útil é o par de corantes de hidrocloreto de 3-metil-2-benzotiazolinona-hidrazona/8-anilino-1-naftalenosulfonato ( par MBTH/ANS), descj-ito em EF- 0555045. Muitos outros sistemas reagentes apropriados, que formam cor, específicos para anlitos particulares são conhecidos na arte. Um par de corantes de escolha é um derivado do MBTH,meta(3-metil 2-benzotiazolinona hidrazona) N-sulfonilbenzenosulfonato monosódico fazendo par com ANS. Esta combinação vem descrita em pormenor no documento WO-A-9607757. 0 suporte 47 pode ser de um material tendo a propriedade de ser suficientemente rígido para ser inserido no aparelho sem dobrar ou torcer indevidamente. De preferência, este suporte é constituído de materiais, tais como, poliolefinas (por exemplo, polietileno ou polipropileno), poliestireno ou poliésteres. O material preferido para este suporte é um poliéster fornecido pela Imperial Chemical Industries, Ltd., da Grã-Bretanha, com a marca registada Melinex 329, com espessura de cerca de 0,036 cm (0,014 polegadas).

Como se vê na figura 4, a superfície do fundo da tira (isto é, a superfície que é. inserida numa relação face a face na abertura 30 do guia inferior do aparelho e, por isso, superfície «vista» pela óptica do aparelho) pode ser vista como apresentando uma zona de reacção 54 constituída por uma porção da almofada de teste 48 visível através da abertura de suporte 52. A zona de reacção 54 é colocada longitudinalmente entre a orla frontal 56 da tira (à frente relativamente à inserção no aparelho) e aresta oposta 58. De acordo com as recomendações da invenção, é provida uma zona padrão 60 nesta superfície inferior da tira, de que pelo menos uma porção é posicionada entre a orla frontal 56 © a zona de reaccão 54. Como está 19 Γ\

representado na figura 4, a zona padrão prolonga-se longitudinalmente desde a orla frontal até à zona de reacção, isto é, numa dimensão L. Como será descrito em mais pormenor, a zona padrão proporciona uma reflectância padrão calibrada, contra a qual a reflectância da zona de reacção de cor desenvolvida pode ser medida de maneira a permitir que o aparelho processe e informe da presença ou quantidade do analito em questão na amostra. A zona padrão é colocada de maneira a encabeçar a zona de reacção quando a tira é inserida no aparelho, pelo que a reflectância da zona padrão pode ser medida quando passa sobre o sistema óptico durante o processo de inserção. A zona padrão deverá exibir a reflectância de uma determinada luz incidente que é substancialmente constante ao longo de todo o seu comprimento. De preferência, a reflectância da luz de 660 nanometros de comprimento de onda não deverá variar em todo o comprimento da zona padrão em mais do que cerca de 70% a cerca de 100% relativamente à reflectância máxima desta luz na zona padrão. É também preferível que a reflectância dentro da zona padrão contraste com a reflectância da zona de reacção de cor desenvolvida e com mais preferência tem uma reflectância mais elevada. Por exemplo, quando se emprega uma fonte de luz com um comprimento de onda de 660 nanometros, a zona padrão é de preferência capaz de reflectir pelo menos quatro vezes a quantidade de luz que, na zona de reacção de cor desenvolvida, produziu uma amostra de sangue integral nela aplicada contendo 100 miligramas por decilitro de glucose. Ainda com mais preferência, quando se emprega uma fonte de luz com um comprimento de onda de 660 nanometros, a zona padrão é capaz de reflectir de cerca de quatro a cerca de nove vezes a quantidade dc luz que, na zona de reacção de cor desenvolvida, produziu uma amostra de sangue integral nela aplicada contendo 100 miligramas por decilitro de glucose. A reflectância do material da zona padrão e do material da zona de reacção de cor desenvolvida pode ser medida com um 20 f\ ry

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e espectrofotómetro modelo 545, disponibilizado por Macbeth Company, uma divisão de Kollmorgen, Inc., de Little Britain, Newburgh, Nova York, USA. A reflectância exigida para a zona padrão pode ser obtida de várias formas, como ocorrerá a qualquer especialista na arte. Por exemplo, o suporte poderá ter sobre ele aplicada, na região da zcr.a padrão, uma camada tendo a reflectância exigida. Em alternativa, c material que constitui o suporte pode ter nele incluído o material corante que atribua a reflectância apropriada a região que inclui a zona padrão. Ainda como alternativa, o material corante pode ser impresso ou pintado na região apropriaaa. De preferência, como está representado nas figuras 4 e 5, toda a tira de suporte é constituída de um material colorido para corresponder às exigências de reflectância da região da zona padrão. Neste caso, não há claramente visível qualquer limite da zona padrão quando vista a olho nu. Evidentemente que, nestes casos, o sistema óptico procederá apenas à leitura da reflectância da porção da zona padrão do suporte que se prolonga da aresta frontal até ao começo da zona de reacção.

Deverá apreciar-se que, uma vez que o aparelho tem que ler o valor da reflectância da zona padrão quando a tira está a ser inserida na respectiva passagem 26, o tempo disponível para a leitura destes valores será função da velocidade a que a tira é inserida e do comprimento da zona padrão, isto é, da dimensão L. Determinou-se que a maior velocidade que o utilizador está em condições de empregar quando insere a tira é inferior a cerca de 8,9 cm (3,5 polegadas) por segundo e que uma leitura com precisão pode ser obtida quando a zona padrão tenha pelo menos cerca de 0,8 cm (0,3 polegadas) e de preferência pelo menos cerca de 1,0 cm (0,4 polegadas), por exemplo 1,4 cm (0,55 polegadas). 21

A figura 4A apresenta uma tira alternativa 62, em que é considerada uma zona padrão 64 que não se prolonga até à aresta frontal 66 mas, em vez disso, se prolonga num comprimento com a dimensão L, já dentro da orla frontal até à zona de reacção 68. Nesta forma de realização, a porção 67 da orla frontal 66 até ao começo da zona padrao 64 ê provida de propriedades reflectoras em agudo contraste com a zona padrão, ou seja, uma reflectância baixa em contraste com a reflectância elevada da zona padrão. De acordo com isto, o aparelho pode ser programado para esperar em primeiro lugar uma reflectância baixa seguida por uma reflectância elevada se a tira tiver sido inserida apropriadamente com a superfície de fundo virada para o sistema óptico. Se o aparelho falhar na detecção desta mudança abrupta quando a tira é inserida, devem ser considerados meios para informar do erro, ou seja, a tira foi inserida com a superfície superior virada para baixo. Deve notar-se, evidentemente, que estes meios para detectar uma tira virada para baixo são baseados na existência de um padrão de reflectância diferente na superfície oposta da tira.

Para melhor se compreender a tira da invenção no modo da sua utilização, é feita referência à figura 6, que representa esquematicamente as características funcionais do aparelho quando a tira é nele inserida, em conjunto com as figuras 7-11, que esquematicamente representam a tira em várias posições durante o processo de inserção.

Como está representado na figura 6, uma tira 46, descrita em ligação com as figuras 4 e 5, é inserida na direcção da seta na passagem 26 da tira no aparelho 12. Um dispositivo inclinado 40 é considerado para forçar a tira plana contra a abertura 30 para assegurar um desempenho óptico consistente. A superfície do fundo 45 do dispositivo inclinado 40 apresenta o alvo cinzento ao sistema óptico quando não há nenhuma tira introduzida. Dentro do aparelho e focado na superfície 22

apresentada através da abertura 30, há pelo menos um LED 36. Tendo em vista a determinação da glucose, são empregados dois destes LEDs que emitem feixes de luz de 660 e 940 nm, respectivamente. É colocado um fotodetector 38 para detectar a luz reflectida na superfície apresentada à abertura 30 e comunicar esta luz detectada a um conversor analógico/digital (A/D) 39, pelo que a luz reflectida é convertida de uma tensão eléctrica num sinal digital que, por sua vez, é comunicado a um microprocessador 33. Este microprocessador também comunica aos LEDs 36 através de um conversor digiral/analógico (D/A) 35 para controlar a sequência das operações dos LEDs de acordo com a operação programada para o aparelho. O microprocessador também controla a operação de saída da informação, isto é, as instruções, as montagens e os resultados apresentados no ecrã de cristais líquidos do aparelho.

As figuras 7-11 representam, esquematicamente, posições sequenciais da tira relativamente à abertura 30, quando a tira é inserida na passagem 26. Assim, na figura 7, a tira 46 acabou de ser inserida na passagem e a orla frontal não atingiu ainda a abertura. De acordo com isto, a superfície apresentada à óptica do aparelho é apenas o alvo cinzento do fundo dos dispositivos inclinados (posição A) . Na figura 8, a orla frontal e o início da zona padrão fecharam parcialmente a abertura e, por isso, a óptica do aparelho vê porções, tanto do alvo cinzento, como da zona padrão (posições de B a C) . Na figura 9, a tira tapou completamente a abertura 30 e a óptica do aparelho apenas vê a zona padrão (posições de C a D) . Na figura 10, o interface entre a zona padrão e a zona de reacção fica por cima da abertura 30 e a óptica do aparelho vê porções de ambas as zonas (posição de D a E) . Finalmente, referindo-nos à figura 11, a tira está totalmente inserida e a óptica do aparelho vê apenas a zona de reacção (posições de E a F) . 23 χ- [—η A reflectância da superfície apresentada à óptica do aparelho é medida por este em cada uma destas posições. São feitas múltiplas leituras em cada posição em períodos separados de tempo. Cada uma destas leituras compreende um certo número de explosões de energia dirigidos ao LED em resposta a indicações do microprocessador. Estas explosões denominadao impulsos controlam a quantidade de energia luminosa dirigida à superfície em cada leitura, isto é, para um nível de potência constante, quanto maior for o número de impulsos, maior é a energia luminosa incidente sobre a superfície que está a ser medida. A energia luminosa reflectida pela superfície durante cada leitura é colhida pelo fotodetector e convertida numa tensão eléctrica. Esta tensão é levada a diminuir até zero durante um certo período de tempo e esse tempo que leva a diminuir para zero constitui a medida da energia luminosa absorvida pelo fotodetector, ou seja, a luz reflectida pela superfície, que está a ser medida. Este período de tempo é medido em unidades chamadas contagens e, por isso, o número de contagens representa a energia luminosa reflectida pela superfície. A figura 12 é um diagrama das contagens ou energia luminosa reflectida pela superfície apresentada à abertura em função da posição da tira quando ela é inserida no aparelho. As posições da tira correspondente às figuras 7 a 11 são identificadas pelas letras correspondentes de A a F. Assim, referindo-nos à figura 12, quando a tira está na posição representada na figura 7 (posições de A a B) apenas o alvo cinzento é apresentado e a reflectância da luz mantém-se num valor baixo constante. Quando a tira está em posições de B a C, o alvo cinzento está a ser ocultado pela zona padrão altamente reflectante e daí a reflexão de luz detectada aumenta à medida que prossegue a ocultação. Quando a tira está em posições de C a D, a zona padrão apresenta-se ao sistema óptico e a reflexão da luz assume um valor elevado constante. Quando a tira está em posições de D a E, uma proporção crescente da abertura é 24 \

apresentada com a superfície de relativamente baixa reflexão da zona de reacção e com uma porção decrescente da zona padrão de relativamente elevada reflexão e, por isso, a reflexão de luz detectada rapidamente diminui. Finalmente, quando a tira atinge posições de E a F e para além, apenas a zona de reacção é visivel para o sistema óptico, sendo deLecLada uma reflectância luminosa relativamente baixa constante.

Com o relacionamento da posição da tira acima descrito e tendo em conta os valores da leitura óptica do aparelho, a calibragem e a operação do sistema serão em seguida descritas.

Deve entender-se que cada combinação aparelho/tira comportar-se-á qualitativamente como aqui foi descrito. Contudo, devem ser tidas em conta todas as variantes entre aparelhos específicos, as variantes em tempo de um determinado aparelho e as variantes lote a lote no fabrico das tiras antes que possa ser assegurado um valor preciso para um analito, por exemplo a glucose, num liquido amostra, por exemplo sangue. Para fazer isto, cada aparelho deve ser ajustado em fábrica antes do seu fornecimento, e cada lote de tira deve ser codificado com as suas próprias características reflectoras, de maneira que quando o aparelho é ligado e posto em uso seja feita uma calibragem interna para ter em conta as alterações do aparelho após ter deixado a fábrica e as alterações lote a lote das tiras.

Em primeiro lugar, cada aparelho deve ser ajustado de maneira a proporcionar a quantidade apropriada de energia luminosa a ser emitida por cada LED (no caso da glucose os LEDs 660 e 940). Como tem sido descrito, esta energia luminosa é função do número de impulsos e a energia fornecida ao LED. Estes parâmetros são ajustados na fábrica de maneira a produzir, num determinado aparelho, uma reflectância luminosa arbitrariamente escolhida de uma zona padrão branca, sendo 25

fixado este valor de reflectância arbitrariamente escolhido em 4000 contagens (o tempo que o fotodetector leva a degradar a tensão acumulada até 0) . Os graus de liberdade do sistema permitem ajustar a potência de maneira a atingir o objectivo de 4000 contagens enquanto se diminui o número de impulsos para um valor que è de aproximadamente 55 impulsos por leitura. Com cada um dos comprimentos de onda de 660 nm e de 940 nm dos LEDs fixados na própria fábrica, determinados o valor dos impulsos (IMP 660 e IMP 940) e a potência, é feita uma leitura da reflectância do alvo cinzento do aparelho por cada LED e armazenada no microprocessador como leitura cinzenta calibrada para cada LED (LCC 660 e LCC 940).

Em modo operacional nas mãos do utilizador, quando é feita a determinação da glucose, em primeiro lugar o utilizador acciona o aparelho. Neste ponto, o microprocessador dá ordem para que se façam certos ensaios de diagnóstico. Por exemplo, a tensão da bateria é ensaiada para assegurar que é suficiente. Também é verificada a temperatura de operação. Deve entender-se que uma vez que a determinação do analito, por exemplo glucose, está dependente de uma reacção química que ocorra na almofada de teste da tira, o ritmo desta reacção até à sua conclusão será função da temperatura. De acordo com isto, se a temperatura é muito baixa ou muito alta, por exemplo inferior a 10°C ou superior a 40°C, o aparelho informará que houve erro. Se a temperatura for baixa mas ainda permita a operação, o aparelho ajustar-se-á a esta temperatura baixa prolongando o tempo de leitura da zona de reacção.

Tendo feito estes ensaios de diagnóstico, o microprocessador fará o ajuste dos dispositivos ópticos (auto graduação) para contar com quaisquer variações que ocorram após o aparelho ter deixado a fábrica. Como acima foi descrito, com a tira fora do aparelho, o dispositivo óptico apenas observa o alvo cinzento. De acordo com isto, o microprocessador dá ordem 26

para a leitura do alvo cinzento, empregando um LED 940 em três impulsos. Se a leitura da reflectância for inferior a um valor pré-determinado, assume-se que o alvo cinzento está faltando ou não está na posição correcta, sendo dada a indicação de erro. Se o valor da reflectância é superior a um pré-determinado valor, assume-se que a Lira foi prematurainente inserida no aparelho e de novo é enviada mensagem de erro. Como é geralmente o caso, quando a leitura da reflectância está entre os dois valores pré-determinados, o aparelho começa o ajustamento ou auto graduação da maneira que se segue. O aparelho observa o alvo cinzento que faz a leitura do valor da sua reflectância em cada comprimento de onda do LED, usando o número de impulsos determinado na fábrica (calibrado IMP 660 e IMP 940) e compara estes valores com os valores registados na fábrica para a leitura do cinzento. Se a leitura é diferente, faz-se um ajustamento no número de impulsos de cada LED para fazer concordar os números mais de perto. Esta auto graduação é baseada no seguinte cálculo:

Impulso auto ajustado 660 = [(IMP 660 calibrado+1)·(LCC 660)]-! (RDG 660)

Impulso auto ajustado 940 = [(IMP 940 calibrado+1)·(LCC 940)]-! (RDG 940) em que LNC 660 e LNC 940 são as leituras normais do alvo cinzento do LED 660 e do LED 940, respectivamente.

No caso do ajustamento exceder um limite pré-determinado, o aparelho dará um sinal de erro. 0 microprocessador obriga então o aparelho a avisar o utilizador através do ecrã para aplicar uma amostra a uma tira e depois inserir a referida tira no aparelho. Nesta altura, o microprocessador inicia o procedimento para a detecção da orla frontal da zona padrão. Tsto é conseguido por leituras rápidas 27

r-")7 da reflectância da superfície apresentada à abertura 30, usando o LED 940 a um baixo número de impulsos por leitura, ou seja, por exemplo, três impulsos por leitura. Se é lida uma reflectância maior que um número pré-determinado de contagens, escolhido para ser um índice de uma superfície altamente reflectora que aparece na abertura, a orla frontal da zona padrão é considerada detectada. O apareir.o é em seguida programado para ler a reflectância da zona padrão. Verificou-se que, calibrando a reflectância da zona padràc até à abertura máxima obtida, desde que sejam obtidas pelo menos três leituras válidas quando a tira é inserida, se obtêm resultados precisos. De acordo com isto, o microprocessador é programado para fazer com que as leituras comecem na detecção da tira com o LED 660 e depois leituras alternadas entre os LEDs 940 e 660 a um número reduzido de impulsos relativamente ao número de impulsos auto ajustado. O número reduzido de impulsos permite mais leituras no tempo disponível quando a tira é inserida e produz uma resolução adequada aos objectivos de calibragem. Na prática, o microprocessador por cada leitura a cada comprimento de onda substitui o valor da reflectância antes memorizado pelo valor lido a seguir se, e apenas se, este valor lido a seguir exceder o valor memorizado. Desta maneira, apenas a leitura de reflectância máxima para cada comprimento de onda fica memorizado após toda a zona padrão ter sido analisada. A leitura da reflexão máxima da zona padrão pode então ser ajustada ao número de impulsos auto ajustado em cada comprimento de onda da maneira seguinte: LC 660 = (Impulso auto ajustado 660 + 1) . (LMD 660)

N LC 940 = (Impulso autoajustado 940 + 1) . (LMD 940)

N 28

em que LMD 660 e LMD 940 são as leituras máximas detectadas da reflectância da zona padrão e LC 660 e LC 940 são os valores de leitura calibrados para a zona padrão ao auto ajustado número de impulsos de cada LED (N é igual ao número reduzido de impulsos) .

Para cada uma das leituras do LED 660, o racio destas leituras para o valor máximo anterior é calculado. Se este racio desce abaixo de um valor pré-determinado, por exemplo 0,7, assume-se que o interface da zona padrão com a zona de reacção foi atingido. Se isto ocorrer antes de terem sido feitas três leituras válidas de reflexão máxima na zona padrão, então o microprocessador deverá obrigar o ecrã a mostrar um erro ao utilizador, assumindo que a tira foi inserida com demasiada rapidez. Além disso, se a zona de reacção não tiver sido detectada dentro de um periodo pré-determinado, por exemplo 15 segundos, deverá assumir-se que a tira não foi inserida apropriadamente e uma mensagem correspondente aparecerá no ecrã.

Tendo sido determinado o valor de calibragem da zona padrão, é feito um outro cálculo interno para assegurar que o sistema óptico não está sujo ou impedido por qualquer outra forma de empregar a leitura da reflectância feita na área cinzenta quando o aparelho foi ligado e determinada então a reflectância padrão calibrada. Assume-se que desde que o sistema óptico esteja limpo e em condições de operação, o racio K/S entre o alvo cinzento e a zona padrão é constante durante a vida do produto, dentro de uma tolerância pré-determinada, por exemplo +/- 15%. K/S é o valor calculado empregado nas equações Kubelka-Monk derivadas especificamente para espectrometria da reflectância do emprego da Lei de Beer e descrita com algum pormenor na patente US N° 5.179.005 e em mais pormenor no

Jornal da Optical Society of América, VOL. 38, N° 5, de Maio de 1948, pag. 448-457. De acordo com as equações Kubelka-Monk: 29 ti K/S = (1-R*) 2 2R* en que R' é o racio da reflectância em questão para uma reflectância padrão. 0 K/S do alvo cinzento para cada comprimento de onda é determinado em função da leitura da reflectância inicial do alvo cinzento e da zona padrão calibrada para determinar se estes correspondem aos racios K/S calculados a partir dos dados de reflectância memorizados na fábrica para estes dois valores, com as tolerâncias prescritas. Se assim não for, uma mensagem de erro apropriada aparece no ecrã.

Uma vez completada esta verificação interna, o aparelho é programado para examinar a reflectância da zona de reacção e determinar quando a reacção entre o putativo analito (glucose na forma de realização descrita) e o reagente da almofada de teste chegou a uma fase final (dentro de uma tolerância prescrita) . A fase final é detectada por leitura da zona padrão uma vez em cada segundo pelo LED 660 com os impulsos auto ajustados até que o fim seja detectado. As leituras são convertidas em dados K/S, como vem descrito acima (daí uma função da leitura de uma zona padrão calibrada e da leitura feita na zona de reacção) até que nenhuma alteração dentro dos limites prescritos seja detectada na leitura K/S e que possa ser assumido que o ponto final tenha sido atingido.

Além da detecção do ponto final pela leitura da zona de reacção com o LED 660, é feita outra leitura pelo LED 940 após um intervalo pré-determinado durante o processo de detecção do ponto final, por exemplo 30 segundos após o início do processo. Isto é feito para assegurar que uma leitura da reflectância está dentro dos valores prescritos indicativos do facto de uma quantidade apropriada de amostra tenha sido depositada na 30

η , U 7 t almofada de teste. Se estas faixas forem ultrapassadas, aparecerá um sinal de erro.

Tendo sido determinado que o ponto final foi atingido e que a quantidade apropriada de amostra foi aplicada, são em seguida feitos cálculos para determinar o conteúdo de analito (glucose) existente na amostra. Os últimos dados K/S tirados da leitura da zona de reacção, quando o ponto final tiver sido detectado, K/S 660, são empregados e primeiro corrigidos relativamente à calibragem determinada na fábrica, usando uma correlação linear, por exemplo:

KSMCAL = F (KS 660) + G em que F e G são coeficientes introduzidos na fábrica no microprocessador do aparelho requerido. 0 valor KSMCAL é também corrigido para proporcionar as idiossincrasias de um lote de tiras individualmente fabricadas. Cada lote foi testado na fábrica e foi-lhe atribuído um número de código único. O número de código referencia um conjunto de coeficientes, por exemplo 21 conjuntos armazenados no microprocessador de cada aparelho e indexados em relação ao referido número de código. Por exemplo, considera-se adequada uma correlação linear para contar com as variações lote a lote das tiras no teste de glucose e daí serem armazenados dois coeficientes por conjunto com referência a cada número de código. Após a inserção de uma tira no aparelho, o utilizador será convidado a introduzir um número de código apropriado encontrado no pacote de tiras empregado. O microprocessador será então, empregando uma tabela de consulta, informado dos coeficientes apropriados. Deve entender-se que a própria tira poda ser provida de um código que pode ser lido pelo aparelho, obviando desta forma a necessidade de o introduzir no aparelho. Em qualquer caso, o racio K/S corrigido do aparelho KSMCAL é em seguida corrigido relativamente à tira da forma seguinte: 31

KSSGAL = (KSMCAL) Μ + B em que KSSCAL é o racio K/S da tira corrigido de novo e M e B são os coeficientes procurados. Finalmente, a concentração do analito (glucose), de preferência em unidades de mg/dl da amostra, é calculada de acordo com o trinómio de correlação seguinte: G = Κι + K2 (KSSCAL) + K3 (KSSCAL)2 + K4 (KSSCAL)3 valores de K são em que G é a concentração de glucose e os constantes empiricamente derivados.

Em alternativa, uma tabela de consulta que reflecte esta correlação pode ser fornecida ao microprocessador.

Tendo a invenção sido agora completamente descrita, é evidente para qualquer especialista na arte que podem nela ser feitas modificações e alterações sem se sair do âmbito da invenção, tal como está definido nas reivindicações seguintes.

Lisboa, 14 de Dezembro de 2001.

ISAÇENTEOFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL 32

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES Tira de teste para determinação da presença ou da quantidade de um analito num líquido pela inserção da referida tira de teste num aparelho de leitura óptica; compreendendo a referida tira de teste: uma orla frontal e uma orla posterior; e uma porção para ter líquido nela aplicado, tendo a referida porção uma superfície que define uma zona de reacção, zona de reacção que tem uma reflectância que varia em função da quantidade do analito presente no líquido aplicado; compreendendo a referida tira de teste também uma zona padrão de reflectância elevada relativamente à referida zona de reacção e posicionada na referida tira de maneira a ficar antes da referida zona de reacção quando a referida tira é inserida no referido aparelho, prolongando-se a referida zona padrão desde a referida zona de reacção na direcção da referida orla frontal e numa distância de pelo menos 0,8 cm (0,3 polegadas). Tira de teste de acordo com a reivindicação 1, em que a referida zona padrão exibe uma reflectância de luz de comprimento de onda de 660 nm, de pelo menos quatro vezes a reflectância da zona de reacção, quando na zona de reacção se desenvolve uma cor após a aplicação de sangue integral, contendo 100 mg/dl de glucose. Tira de acordo com a reivindicação 1, em que a zona padrão tem um comprimento suficiente para a sua reflectância poder ser lida pelo menos três vezes pelo aparelho, quando é inserida no aparelho a uma velocidade de 8,9 cm (3,5 polegadas) por segundo. 4.

   Tira de acordo com a reivindicação 1, em que a zona padrão tem um comprimento de pelo menos cerca de 1,0 cm (0,4 polegadas).
2. 5. Tira de teste de acordo com a reivindicação 1, em que a zona padrão tem uma largura pelo menos igual à da zona de reacção opticamente visível.
3. 6. Tira de teste de acordo com a reivindicação 1, em que a referida zona padrão tem pelo menos uma largura de cerca de 0,33 cm (0,13 polegadas).
4. 7. Tira de teste de acordo com a reivindicação 1, em que a zona padrão é posicionada de maneira a prolongar-se a partir da orla frontal da tira até à orla frontal da zona de reacção.
5. 8. Tira de teste de acordo com a reivindicação 1, em que a zona padrão é posicionada de maneira a prolongar-se de um ponto interior da orla frontal da tira até à orla frontal da zona de reacção.
6. 9. Tira de teste para determinação da presença ou da quantidade de analito num líquido por inserção da tira de teste no aparelho de leitura óptica; compreendendo a referida tira: um suporte que se prolonga longitudinalmente com uma orla frontal transversal e uma orla posterior transversal relativamente à inserção longitudinal no referido aparelho e, tendo uma primeira e uma segunda superfícies principais; uma almofada porosa de teste contendo um reagente, tendo uma primeira e uma segunda superfícies principais e estando fixa ao referido suporte, com a segunda superfície principal da referida almofada de teste numa relação face a facc com a primeira superfície principal do referido 2

   suporte; uma abertura de suporte no suporte posicionada de maneira a expor opticamente uma porção da segunda superfície da almofada de teste através da referida abertura, definindo a referida porção uma zona de reacção; compreendendo também a refexida segunda superfície do refer:do suporte uma zona padrão de elevada reflectância relaLivamente à referida zona de reacção e posicionada na referida segunda superfície do referido suporte de maneira a ficar à frente da referida zona de reacção quando a referida tira é inserida no referido aparelho, prolongando-se a referida zona padrão da referida zona de reacção na direcção da referida orla frontal numa distância de pelo menos 0,8 cm (0,3 polegadas).
7. 10. Aparelho para determinar a presença ou a quantidade de um analito numa amostra aplicada a uma porção de uma tira de teste que se prolonga longitudinalmente; tendo a referida porção uma superfície opticamente visível que define uma zona de reacção, a qual varia na sua reflectância em função da quantidade de analito existente no líquido aplicado; compreendendo o referido aparelho: uma abertura para inserção da orla frontal da referida tira, no referido aparelho; uma passagem para a tira que se prolonga da referida abertura e que termina em meios de espera da tira para imobilizar a tira após a sua completa inserção; uma abertura óptica ao longo da referida passagem, por meio da qual uma porção de superfície da tira, que se sobrepõe à referida abertura, é visível, com a referida abertura posicionada ao longo da referida passagem de maneira que quando a referida tira está completamente inserida a referida zona de reacção da referida tira é visível através dela; 3

   equipamento óptico, em comunicação óptica com a referida abertura óptica, compreendendo o referido equipamento óptico pelo menos uma fonte de luz para dirigir luz sobre a referida porção da referida tira e pelo menos um detector de reflectância para detectar a luz reflectida pela referida porção da referida Lira; um microprocessador para controlar o equipamento óptico quando a tira está a ser inserida na passagem e após a tira ter atingido os respectivos meios de espera; sendo o referido microprocessador programado para obrigar a referida fonte de luz e o referido detector a realizar várias leituras da zona padrão existente na superfície da tira que fica à frente da zona de reacção e visível através da abertura óptica quando a tira está a ser inserida e utiliza a leitura mais elevada para obter uma reflectância padrão calibrada; sendo o referido microprocessador programado para excitar a referida fonte de luz e o referido detector a lerem a reflectância da zona de reacção após a tira ter sido inserida; e sendo o referido microprocessador programado para determinar a quantidade de analito na amostra em função da reflectância calibrada da zona padrão e da reflectância da zona de reacção; e meios para dar informação sobre a referida quantidade.
8. 11. Método para determinação da presença ou da quantidade de um analito num liquido aplicado a uma tira de teste e inserida num aparelho de leitura óptica, compreendendo o referido método: a aplicação de liquido à referida tira de teste, em que a referida tira de teste compreende uma porção definindo uma zona de reacção, cuja reflectância varia em função da quantidade de analito presente no referido líquido aplicado e compreende também uma zona padrão com uma reflectância substancialmente constante; 4 4 a inserção da referida tira no referido aparelho com a referida zona padrão encabeçando a referida zona de reacção quando a tira é inserida; a leitura da reflectância da referida zona padrão, quando a referida tira é inserida, realizando uma série de leituras e empregando apenas a mais elevada; a leitura da reflectância da referida zona de reacção após a referida tira ter sido inserida; e a determinação da presença ou da quantidade de analito no liquido em função destas leituras de reflectância.

   . Método de acordo com a reivindicação 11, em que são feitas pelo menos três leituras da zona padrão.

   Lisboa, 14 de Dezembro de 2001. pAdtKTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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