Desarrollo y validación de un sistema basado en ENFET para aplicación en Diálisis

Abstract

El trabajo de investigación que se describe en la presente memoria se plantea como objetivo el desarrollo de un EnFET con aplicación clínica en la medición de la concentración de urea de manera indirecta en líquido dializado para propósito de diagnóstico clínico más rápido, exacto y utilizando pequeñas cantidades de componentes químicos, específicamente en diálisis. El ENFET implementado atiende a la reacción química en donde la urea es catalizada por la enzima ureasa, utilizando una membrana enzimática con la ureasa como la enzima escogida. <br/>Para conseguir el objetivo planteado, se ha diseñado y puesto a punto la tecnología de fabricación del ISFET. Sobre la base de los resultados obtenidos por el propio autor en el desarrollo de su tesina, se ha desarrollado el tratamiento previo del transductor ISFET, su acondicionamiento y obtención de la sensibilidad adecuada para la aplicación clínica que se persigue. Se ha puesto también a punto el proceso de formación de la membrana enzimáticaconveniente, así como la técnica de inmovilización de la enzima ureasa y la "fijación" de la enzima ureasa sobre el transductor ISFET. La fijación de la membrana es uno de los puntos críticos del micro-sensor puesto que el período de vida del dispositivo depende totalmente de la "calidad" de la misma. Finalmente se han caracterizado en laboratorio los dispositivos EnFET obtenidos.<br/>El trabajo realizado ha generado un ENFET de fácil industrialización, con un tiempo de vida superior a dos meses y medio, eficiente para la medida indirecta de la concentración de urea en sangre a partir de la medida de la concentración de urea en el líquido dializado. El dispositivo se ha verificado en laboratorio realizando medidas de la concentración de urea sobre muestras ideales y comparando las medidas obtenidas con el dispositivo con medidas realizadas según procedimientos analíticos convencionales.<br/>Los parámetros del ENFET que reflejan su excelente calidad son Sensibilidad (mV/dec urea): 77.02; Límite inferior de respuesta lineal: 3.10-4 M; Rango lineal de Detección: 3.10-4 M - 2.10-3 M ;Tiempo de respuesta: 90s; Estabilidad del potencial medido: ±0.3mV; Tiempo de vida: 75 días. Los ENFETs desarrollados fueron sometidos a pruebas de reproducibilidad o repetitividad de la respuesta observándose que satisfacen ampliamente los requerimientos consistentes en que se obtienen valores de potencial eléctrico de valores similares en 10 mediciones efectuadas en dos días consecutivos. La desviación de los valores medidos respecto al valor promedio (253.61mV) aparece entre -0.34mV a 0.50mV. Estos valores del potencial eléctrico que aparece en la interfase membrana enzimática-óxido del ISFET, prácticamente constantes, y que esta relacionado en forma indirecta con la concentración de urea en la solución, permiten asegurar el buen desempeño del ENFET en pruebas reales en <br/>trabajo continuo. <br/>Posteriormente, el dispositivo se ha validado en aplicación realizando medidas de concentración de urea en muestras de liquido dializado de pacientes del Hospital Parc Tauli recogidas en distintas etapas del proceso de diálisis y procediendo a comparar y hacer las correlaciones respectivas con los valores medidos sobre las mismas muestras por un laboratorio comercial mostrándose que la diferencias en las medidas son del orden de 2.5%.