MXPA98004424A - Composiciones y dispositivos para diagnostico - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición de indicador de tinte químico seco proporciona una vida media, punto final de indicación de color estable y capacidad para un sistema cerca al pH normal. El sistema de indicación de tinte químico seco novedoso comprende 3-metil-6-(sulfonato de sodio-benzotiazolinona-(2)-hidrazona (MBTH-S). Se prefieren sistemas de tintes en base a coples de tinte (MBTH-S) y 8-anilino-1-naftalensulfonato (ANS) y elcople de tinte (MBTH-S) y N-(3-sulfopropil)anilina. Estos sistemas indicadores de tintes se usan en tiras de pruebas químicas sanguíneas convencionales y son particularmente preferidas para indicación de glucosa en la sangre.

Description

COMPOSICIONES Y DISPOSITIVOS PARA DIAGNOSTICO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a composiciones de tintes usadas para la determinación colorimétrica de un compuesto químico o bioquímico (analito) en un fluido corporal acuoso, tal como la sangre. En particular la presente invención se relaciona al campo de composiciones de reactivos secos para uso en tiras de prueba adaptadas para recibir una muestra líquida del fluido corporal en donde la composición indicadora del tinte humecida por el fluido reacciona con el analito y proporciona una indicación visual o de color de la presencia o concentración del analito. Las composiciones de indicadores para uso en dispositivos para la indicación de color de varios analitos en varios fluidos corporales son bien conocidas en la técnica y están ejemplificadas en numerosos productos comerciales. Típicamente se formula una composición de tinte o una composición ensamblada de tinte en una solución la cual se aplica a una matriz de tira de prueba luego se seca para formar un sistema químico seco sobre la tira de prueba. El sistema químico seco implica comúnmente un tinte oxidable o un ensamble de tinte en combinación con una oxidasa o peroxidasa específica para el analito a ser probado. El analito reacciona con la oxidasa o peroxidasa correspondiente produciendo peróxido de hidrógeno el cual a su vez oxida el tinte o ensamble de tinte para producir el cambio de color deseado para la indicación de la presencia o concentración del analito. Se describen ejemplos de tales sistemas de tinte y ensamble de tinte por Phillips et al. En la Patente de los Estados Unidos No. 4,734,360; y No. 5,304,468; por Yu en la Patente de los Estados Unidos No. 5,453,360; Hoens en la Patente de los Estados Unidos No. 5,334,508 y por Hochstrasser en la Patente de los Estados Unidos No. 3,964,871 y No. 4,059,407. Se incorporan las descripciones de las patentes anteriores en la presente para referencia. Se incorporan un número de sistemas indicadores en las referencias anteriores en varios productos comerciales . Mientras que los productos generalmente proporcionan aceptable indicación y prueba bajo las mismas condiciones, existen ciertos problemas con los sistemas de tinte anteriores. Por ejemplo, en algunos sistemas de tintes el sistema químico de tinte existente sobre la tira de prueba permitirá que los compuestos de tintes se sublimen de la tira de prueba de tal forma que cuando el consumidor usa la tira de prueba ésta no puede proporcionar una indicación adecuada. Esto limita la vida media de las tiras de prueba. En algunos sistemas de tintes el cambio de color proporcionado por el sistema de tinte continúa cambiando en el tiempo más que alcanzar un punto final estable. En aquellos sistemas de tintes, la indicación de color debe ser leída exactamente en los intervalos de tiempo específicos con el fin de obtener una indicación exacta de la presencia o concentración del analito. Algunos sistemas de tintes requieren un pH bajo para proporcionar la estabilidad necesaria del sistema del tinte. Si el pH está abajo del nivel de pH deseado para estabilidad de las enzimas usadas en el sistema de tinte debe ser incrementada la cantidad de enzimas usadas en la formulación. En tal caso esto puede provocar que las enzimas produzcan indicaciones no deseadas debido a la inestabilidad de las enzimas en el pH bajo requerido para el sistema del tinte. En vista de lo anterior es un objeto de esta invención proporcionar un sistema de tinte indicador con estabilidad mejorada para evitar la sublimación del sistema de tinte a partir de las tiras de prueba químicas secas. Es un objeto de esta invención proporcionar un sistema de tinte el cual producirá rápidamente un punto final estable por lo que se produce una indicación de color final en un periodo corto de tiempo eliminando de esta forma la medición dependiente del tiempo o determinación por el usuario. Es un objeto adicional de esta invención proporcionar un sistema de tinte el cual puede ser formulado y usado en un pH más normal para proporcionar un sistema más estable para las enzimas presentes durante la fabricación o uso del sistema de tinte.

Se alcanzan los objetos anteriores así como también otros por las composiciones y sistemas de esta invención como se describe en la presente . En un aspecto esta invención proporciona una composición de tinte que comprenden 3-metil-6 (sulfonato de M) -benzotiazolina- (2) -hidrazona (MBTH-S) donde M es un ion positivo que proporciona una sal sulfonada estable y una enzima oxidasa o una enzima peroxidasa. Se formula esta composición de tinte en un sistema indicador químico seco incluyendo otros compuestos de tintes para formar un sistema de ensamble de tinte y aglutinantes convencionales, agentes quelantes, amortiguadores y similares, como se conoce en la técnica. Se usa la MBTH-S en la composición en la forma de una sal sulfonada estable, de la cual se prefiere la sal de sodio, pero puede ser usada la forma de la sal sulfonada de potasio, de amonio u otra iónica. En un aspecto preferido de esta invención se usa la MBTH-S con otro compuesto de tinte para formar un ensamble de tinte para una indicación mejorada y un rango de pH deseado en el rango de aproximadamente 6. En otro aspecto esta invención proporciona un dispositivo para probar un fluido para la presencia o concentración de un analito que comprende un soporte para la composición del tinte en donde la composición del tinte comprende MBTH-S y una enzima oxidasa o enzima peroxidasa como se resume anteriormente. Se conocen las varias configuraciones mecánicas de tales dispositivos en la técnica y pueden ser usadas varias configuraciones incorporando el sistema del tinte con MBTH-S de esta invención adaptado como se desea para llevar a cabo una prueba particular. En otro aspecto esta invención proporciona un método para probar un fluido para la presencia o concentración de un analito que comprende poner en contacto una muestra fluida con un sistema químico seco que comprende MBTH-S y una enzima oxidasa o una enzima peroxidasa como se resume anteriormente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra una comparación de la reflectancia a ciertas longitudes de onda de los sistemas de tintes basados en (MBTH-S) -ANS y en base a MBTH-DMAB. La Figura 2 es una ilustración de la actividad general relativa de enzimas sobre un rango de pH. Son bien conocidos los sistemas indicadores químicos secos para uso en tiras de prueba tales como para probar la glucosa en la sangre, como se ilustra por las patentes de la técnica anterior a las que se hace referencia anteriormente en la sección antecedente de esta especificación. Por lo tanto esta descripción se dirige a una persona con experiencia en la técnica que tiene conocimiento de cómo formular una composición de tinte o ensamble de tinte en un sistema de reactivo químico seco sobre una tira de prueba. La tira de prueba típicamente está en la forma de una matriz absorbente para contener el sistema de indicación de reactivo químico seco y para recibir la muestra fluida para reaccionar con el sistema indicador de reactivo químico seco. Esta invención proporciona un sistema indicador de tinte mejorado en base al uso de 3-metil-6- (sulfonato de M) -benzotiazolina- (2) -hidrazona (MBTH-S), en donde M es un ion positivo que proporciona una sal sulfonada estable, preferiblemente un ion sodio, potasio, amonio u otro equivalente. Los sistemas de tintes reactivos químicos secos formulados en base al MBTH-S proporciona un sistema químico seco sobre las tiras de prueba las cuales son resistentes a sublimación del tinte en el sistema químico seco y proporcionan de esta forma vida media prolongada y confiabilidad mejorada de las tiras de prueba que contienen el sistema de tinte MBTH-S. Además, los sistemas de tintes reactivos químicos secos formulados en base a la MBTH-S de esta invención pueden ser formulados y amortiguados para operar en un rango de pH de aproximadamente 6, lo cual proporciona estabilidad adicional de las enzimas oxidasas y enzimas peroxidasas presentes en el sistema indicador de tinte. Además, los sistemas de tintes reactivos químicos secos formulados en base a la MBTH-S de esta invención también proporcionan un punto final de reacción colorida estable el cual se alcanza en un periodo corto de tiempo después de aplicar la muestra fluida. Esto permite al usuario leer e interpretar la indicación de color si dependencia de sincronización exacta o tomar lecturas en intervalos de tiempo específicos, lo cual requiere usualmente el uso de un medidor electrónico para medición y sincronización exacta. Esta estabilidad del punto final del sistema de tinte de esta invención permite el uso también de la tira de prueba como al menos en registro semi permantente de los resultados de prueba . Los sistemas de tintes de esta invención son útiles en dispositivos y sistemas de la técnica anterior incluyendo aquellos que implican la reacción de la sangre entera u otro fluido no filtrado con el sistema de tinte reactivo químico seco. En tales dispositivos y sistemas la presencia de color de sangre entera oscurece la inspección visual del cambio de color del indicador, pero estos sistemas pueden ser leídos y medidos por reflectancia en ciertas longitudes de onda específicas por un sistema de medición electrónico apropiado. Los sistemas de tintes de acuerdo a esta invención son particularmente útiles en dispositivos y sistemas que separan los sólidos sanguíneos tales como las células sanguíneas rojas de los fluidos sanguíneos y permite que hagan contacto y reaccionen los fluidos sanguíneos claros con el sistema de tinte reactivo químico seco, proporcionando de esta forma un cambio de color leíble visualmente, no oscurecido. En particular el sistema de tinte de la presente invención es útil en los dispositivos y sistemas descritos en la Serial de Solicitud Copendiente No. 08/628,489 presentada en la misma fecha de esta solicitud, la descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia. En general las personas expertas en la técnica reconocerán que el sistema de tinte con MBTH-S de esta invención puede ser formulado e implementado en muchos de los sistemas de tintes previamente basados en MBTH haciendo el ajuste apropiado en el amortiguador y otros componentes para acomodar el rango de pH diferente y otras propiedades de la MBTH-S comparada con la MBTH convencional. Se formula el sistema de tinte reactivo químico seco de esta invención para permitir que el analito reaccione con una enzima oxidasa específica para producir peróxido de hidrógeno el cual reacciona con el sistema indicador con MBTH-S de acuerdo a esta invención para producir un cambio de color el cual se lee visualmente o se mide electrónicamente con un medidor. La enzima oxidasa puede ser seleccionada de la glucosa oxidasa, colesterol oxidasa, uricasa, alcohol oxidasa, aldehido oxidasa, glicerofosfato oxidasa u otras enzimas oxidasas similares conocidas en la técnica para reaccionar con el analito particular. El sistema también puede incluir la presencia de una enzima peroxidasa tal como peroxidasa de rábano u otra peroxidasa conocida para producir o incrementar el cambio de color deseado en el indicador. Se formula el sistema de tinte reactivo indicador en una solución y _ se impregna típicamente en una matriz porosa o membrana tal como membrana de polietersulfona disponible de Gelman Science, Ann Arbor, Michigan, o una matriz de fibra de vidrio disponible de AhlstromFiltration, Inc., Chattanooga, Tenn. , y se seca para proporcionar un sistema químico seco útil en las tiras de prueba convencionales. La MBTH-S proporciona por esta invención puede ser formulada en el sistema de tinte reactivo químico seco sola o en combinación con otros componentes de tintes para formar sistemas de ensamble de tinte los cuales preferiblemente incluyen ácido 3 , 3-dimetilaminobenzoico (DMAB), ácido 3,5-dicloro-2-hidroxibencensulfónico (DCBS) , 8-anilino-naftalensulfonato (ANS), ON- (3-sulfopropil) anilina. Pueden ser usados otros compuestos de tintes los cuales proporcionan un punto de extinción suficientemente alto (se prefiere aproximadamente 7.0 o más alto) y los cuales forman un ensamble de tintes apropiado con MBTH-S en el sistema de tinte de esta invención. La formulación de los mismos será aparente para una persona experta en la técnica siguiendo las enseñanzas de la presente. Se hace referencia al catálogo de reactivos de Doj indo Laboratories, Tokio, Japón, y a un documento titulado "Reagents Used for Detecting Substances in Biological Matrix by Enzimatic Methods" publicado por Doj indo Laboratorires en 1995 Pacific Rim Conference, para tintes de propiedades apropiadas para uso en esta invención. Usando MBTH-S y ANS puede ser usado un ensamble de tinte el cual existe en un pH de 6 el cual permite que el sistema químico seco de ensamble de tinte sea usado en este pH superior. Se ha encontrado que la formulación de MBTH-S y N-(3 -sulfopropil) anilina es otra modalidad preferida para el sistema de tinte indicador en los dispositivos y métodos de esta invención. Este crea un químico de punto final estable el cual es soluble en agua y no sublime durante el tiempo cuando es aplicado y secado en la matriz de membrana. La MBTH-S acoplada con ANS proporciona una absorción espectral plana en la región de aproximadamente 580 a 650 nm. La MBTH-S acoplada con ANS proporciona buena absorción espectral, es soluble en agua y no sublima bajo condiciones de almacenamiento químicos secos . Será aparente para una persona con experiencia en la técnica que la selección de los componentes de tinte adicionales a ser combinados con la MBTH-S o proporcionar los sistemas de ensamble de tintes con MBTH-S dependerá del analito a ser detectado, las condiciones bajo las cuales la tira de prueba será almacenada y usada y otras consideraciones convencionales . Sin embargo se ha encontrado que el ensamble de tintes formado de la combinación de MBTH-S y ANS proporciona un sistema de ensamble de tinte preferido particularmente para formulación con glucosa oxidasa para detección de glucosa y medición en fluidos sanguíneos. Será aparente la preparación de 3-metil-6- (sulfonato de M) -benzotiazolina- (2) -hidrazona (MBTH-S) para una persona con experiencia en la técnica siendo como la sulfonación de MBTH. La MBTH-S preferida es donde M es Na. En este ejemplo se prefiere la sal sulfonada de sodio y se prepara como a continuación. Se disuelven 85 gramos de 3-metil-benzotiazolinona- (2) -hidrazona (MBTH) en 750 gramos de óleo colocado en un baño de hielo de tal forma que no se permite que la temperatura exceda 30°C. Después de reposar a temperatura ambiente por 12 horas se obtiene la disolución completa. Se vacía la solución a 8 litros de agua a 0°C que contiene exceso de hielo para mantener la temperatura a 0°C. Después de reposar por aproximadamente 8 horas se separa por filtración el precipitado de ácido sulfónico libre, se lava y se seca. Se obtienen aproximadamente 85 gramos de producto sin purificar, el cual se purifica por extracciones repetidas con metanol en ebullición. Se lava el sólido resultante con agua y se disuelve en una cantidad equimolar de NaOH 3N con calentamiento. Se filtra esta solución en carbono activado y se trata con un volumen doble de dioxano para permitir entonces ' la recristalización durante la noche a aproximadamente 5°C. El producto es sometido entonces a recristalizaciones repetidas a partir de acetato de Na al 10% con filtración en carbono activado recurrente hasta que el material está casi blanco. Se recristaliza el material final de agua y se lava con dioxano al 70%, luego con dioxano puro, luego con éter. Se secan al aire los cristales resultantes de 3-metil-6- (sulfonato de sodio) -benzotiazolina- (2) -hidrazona. Se formula un indicador de reactivo químico seco como a continuación: Reactivo lb 20 mi de agua 420 mg de ácido cítrico (un agente amortiguador) . Se ajusta el pH de la solución de ácido cítrico con NaOH para un valor de 4.25. 16.7 mg de EDTA 90 mg de Gantrez S95 disponible de GAF 250 mg de Croteín SPA 20,500 unidades de glucosa oxidasa 16,200 unidades de peroxidasa Reactivo 2b 10 mi de una mezcla de 3 partes por volumen de agua y 7 partes por volumen de alcohol isopropílico 13 mg de MBTH-S 40 mg de ANS Se recubre unifórmente una pieza de membrana de polietersulfona de Gelman Science con el reactivo lb, el exceso es eliminado y se seca la membrana. Se recubre entonces la membrana con el reactivo 2b en la misma forma y se seca. Se ensambla entonces la membrana en un dispositivo de prueba como se muestra en la Figura 2 de la Serial de Solicitud Copendiente No. 08/628,489 referida anteriormente. Se aplica la sangre entera al área de prueba y se lee el nivel de glucosa por inspección visual de la indicación de color sobre el lado de prueba del dispositivo. Se alcanzan cambios de color de claros a púrpuras a color azul y formas de punto final de color final a partir de claro en aproximadamente 45 segundos y se calibra el color del punto final para concentraciones conocidas de glucosa. La Figura 21 muestra la reflexión espectral comparativa en el rango de 520-720 nm para el sistema de tinte de la presente invención en base al ensamble de tinte MBTH-S-ANS comparado con el ensamble de tinte MBTH-DMAB, tal como se describe en la Patente de los Estados Unidos De Kiser No. 5,306,623. La Figura 2 es una ilustración general de la actividad peroxidasa de enzimas en un rango de pH, como puede observarse se prefiere que se tengan sistemas los cuales puedan operar cerca al pH entre 6 y 7. El sistema de tinte de acuerdo a la presente invención es estable en un pH amortiguado de aproximadamente 6 permitiendo de esta forma que el sistema de tinte de la invención opere en un rango de pH más favorable para la estabilidad y actividad de las enzimas oxidasas y enzimas peroxidasas presentes en el sistema indicador de tinte. Será aparente para una persona con experiencia en la técnica que el indicador de tinte de MBTH-S puede ser formulado en varios sistemas con varios materiales de oxidasa y peroxidasa para proporcionar indicación deseada de varios analitos. Será aparente también que los sistemas pueden ser formulados en niveles de pH amortiguados los cuales proporcionan un ambiente favorable para estabilidad de los componentes enzimáticos en el sistema de reactivo químico seco y en el fluido a ser analizado.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo para probar la presencia o concentración de un analito en una muestra fluida caracterizado porque comprende : Un miembro soporte, Una composición colocada en o impregnada en el soporte la composición que comprende una composición para un indicador de reactivo químico seco que comprende 3 -metil -6-(sulfonato de M) -benzotiazolina- (2) -hidrazona, en donde M es un ion de carga positiva que proporciona una sal acuosa estable de la misma, un segundo componente de tinte seleccionado del grupo que consiste de ácido 3, 3-dimetilaminobenzoico, ácido 3,5-dicloro-2-hidroxibencensulfónico, 8-añilino-1-naftalensulfonato y N- (3 -sulfopropil) anilina y una enzima oxidasa o una enzima peroxidasa; En donde el miembro de soporte se adapta para recibir una muestra fluida de tal forma que la muestra fluida hace contacto con la composición y se adapta de tal forma que el soporte proporciona la inspección o lectura del cambio de color producido por la composición después de hacer contacto con la muestra fluida.
2. 2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque M es un ion sodio, potasio o amonio.
3. 3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el segundo componente de tinte es 8-anilino-1-naftalensulfonato.
4. 4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el segundo componente de tinte es N-(3-sulfopropil) anilina .
5. 5. Un método para probar un fluido para la presencia o concentración de un analito caracterizado porque comprende: Aplicar una muestra fluida a un miembro de soporte que tiene colocado en el mismo o impregnado en el mismo una composición que comprende una composición para un indicador de reactivo químico seco comprende 3-metil-6- (sulfonato de M) -benzotiazolina- (2) -hidrazona, en donde M es un ion de carga positiva que proporciona una sal acuosa estable de la misma, un segundo componente de tinte seleccionado del grupo que consiste de ácido 3 , 3-dimetilaminobenzoico, ácido 3 , 5-dicloro-2-hidroxibencensulfónico, 8-anilino-l-naftalensulfonato y N- (3-sulfopropil) anilina y una enzima oxidasa o una enzima peroxidasa; En donde el miembro de soporte se adapta para recibir una muestra fluida de tal forma que la muestra fluida hace contacto con la composición y se adapta de tal forma que el soporte proporciona la inspección o lectura del cambio de color producido por la composición después de hacer contacto con la muestra fluida; y Leer o medir la indicación de color proporcionada por la composición después de hacer contacto con la muestra fluida
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 5 caracterizado porque M es un ion sodio, potasio o amonio.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 5 caracterizado porque el segundo componente de tinte es 8-anilino-1-naftalensulfonato .
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 5 caracterizado porque el segundo componente de tinte es N- (3-sulfopropil) anilina.