ES2212990T3 - Aparato que permite en su interior la transferencia de liquidos por capilaridad. - Google Patents
Aparato que permite en su interior la transferencia de liquidos por capilaridad.Info
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Abstract
Aparato (1) que comprende al menos una superficie (2) plana a cuyo nivel están presentes compartimentos (3) y están delimitados por un tabique (4), creando los compartimentos un espacio que permite el desplazamiento de una muestra (5 ó 15) líquida o el desplazamiento independiente de al menos dos muestras (5 ó 15) líquidas, estando constituidos los compartimentos (3) de al menos dos tipos distintos de ranuras: - un primer tipo de ranura(s) (6) denominada(s) profunda(s), que funciona(n) como medio de entabicado de la o de las muestras (5 y/o 15), estando la o las ranuras (6) profundas a una distancia del tabique (4) que hace que no se produzca la capilaridad, y - un segundo tipo de ranura(s) (16) denominada (s) superficial(es), que funciona(n) por medio de la recepción de dicha o dichas muestras (5 y/o 15), estando la o las ranuras (16) superficiales a una distancia de dicho tabique (4) que hace que se produzca la capilaridad, permitiendo los dos tipos de ranuras (6 y 16) guiar los desplazamientos de la o de las muestras (5 y/o 15) en función de la orientación dada al aparato (1).
Description
Aparato que permite en su interior la
transferencia de líquidos por capilaridad.
La presente invención se refiere a un aparato que
comprende en su interior compartimentos delimitados por un
tabique, que crea un espacio para el desplazamiento orientado y de
manera independiente de al menos una muestra líquida. Cuando
existen al menos dos muestras líquidas distintas, es posible
desplazarlas, hacerlas converger y hacerlas reaccionar
conjuntamente.
Numerosos documentos del estado de la técnica
utilizan la capilaridad en micro-hidráulica. Así,
el documento GB-A-2.261.284 propone
un aparato de transferencia de líquidos para efectuar ensayos
diagnósticos. Este aparato utiliza canales constituidos de un
material poroso.
En este modo de realización, la función de
capilaridad se utiliza por el uso de un material poroso. Esto
requiere la inserción de este material poroso y también prever un
material impermeable entre dos canales de material poroso que
contienen líquidos diferentes. Por tanto, esta técnica es bastante
onerosa de utilizar.
La patente
US-A-5.842.787 tiene como objeto
sistemas micro-hidráulicos que incorporan canales
de dimensiones variables. Estos canales tienen esencialmente
profundidades que pueden variar. Sin embargo, estas variaciones
están igualmente asociadas a la anchura de estos canales. Así,
cuanto más grande es la profundidad de un canal, más pequeña es su
anchura y viceversa.
Desgraciadamente, estos canales no están
abiertos, en otras palabras, los líquidos, antes de ser
transferidos a su interior, ocupan normalmente toda la sección de
estos canales. Por tanto, existen numerosas fuerzas de retención
que perjudican a los desplazamientos de estos líquidos, lo que
requiere medios de transferencia más sofisticados (bombas más
potentes, creación de vacíos más grandes, etc.).
En la patente
US-A-5.660.993, la capilaridad se
utiliza para formar una válvula mediante el cruce de dos canales
capilares.
Además de esta nueva función de cierre y de
apertura de un fluido líquido, los problemas encontrados son
idénticos a los producidos por el documento anterior, puesto que
estos canales están cerrados y porque existen por tanto fenómenos
de retención.
Según los documentos
EP-A-0.075.605 y
W0-A-99/55852 unas ranuras
superficiales y profundas están asociadas para el guiado de
líquidos.
Sin embargo, el uso de características físicas
(capilaridad o no) asociadas con las ranuras profundas y
superficiales no se describe totalmente y tampoco es evidente para
un experto de la técnica.
Conforme a la presente invención, el aparato
propuesto soluciona el conjunto de los problemas planteados,
proponiendo una estructura que utiliza la capilaridad para permitir
el desplazamiento de líquidos minimizando los fenómenos de
retención. Esto permite un guiado perfectamente eficaz, incluso en
presencia de un espacio libre, que no garantiza la delimitación del
líquido transferido.
Para ello, la presente invención se refiere a un
aparato que comprende al menos una superficie plana al nivel de la
que unos compartimentos están presentes y delimitados por un
tabique, creando los compartimentos un espacio que permite el
desplazamiento de manera independiente de al menos una muestra
líquida y, cuando existen al menos dos muestras líquidas, su
desplazamiento independiente y su confrontación para hacerlos
reaccionar conjuntamente, caracterizado por el hecho de que los
compartimentos están constituidos de al menos dos tipos distintos
de ranuras:
- -
- un primer tipo de ranura(s) denominada(s) profunda(s), que funciona(n) por medio de tabiques de la o de las muestras, estando la o las ranuras profundas a una distancia del tabique que hace que no se produzca la capilaridad, y
- -
- un segundo tipo de ranura(s) denominada(s) superficial(es), que funciona(n) como medios de recepción de dicha o dichas muestras, estando la o las ranuras superficiales a una distancia de dicho tabique que hace que se produzca la capilaridad,
permitiendo los dos tipos de ranuras guiar los
desplazamientos de la o de las muestras en función de la
orientación dada al aparato.
Según una variante preferida de realización, la
anchura de cada ranura profunda tiene una dimensión que hace que
no se produzca la capilaridad.
Según otra variante u otro modo de realización,
al menos una ranura superficial es adyacente a una ranura
profunda.
Según otro modo de realización, que puede ser
complementario al anterior, al menos una ranura profunda es
adyacente a una ranura superficial.
Preferiblemente, y sea cual sea el modo de
realización, una ranura profunda está colocada entre dos ranuras
superficiales.
En este caso, la ranura profunda comprende un
extremo, y las dos ranuras superficiales se reúnen al nivel de este
extremo para crear una zona de reacción.
Según un primer modo de realización, la zona de
reacción está a una distancia del tabique o de la película de
separación que hace que se produzca la capilaridad.
Según un segundo modo de realización, la zona de
reacción está a una distancia del tabique o de la película de
separación que hace que no se produzca la capilaridad.
Las figuras adjuntas se proporcionan a título de
ejemplo explicativo y no tienen carácter limitativo alguno. Éstas
permitirán comprender mejor la invención.
La figura 1 presenta una vista en alzado de la
cara del aparato que presenta el compartimento según la
invención.
La figura 2 presenta una vista en corte
transversal parcial según A-A de la figura 1.
La figura 3 representa una vista idéntica a la
figura 2 en la que está presente una muestra líquida.
La figura 4 representa una vista idéntica a las
figuras 2 y 3 en la que están presentes dos muestras líquidas
distintas.
La figura 5 representa una vista en corte
idéntica a la figura 2, pero de un segundo modo de realización que
contiene una muestra líquida.
Finalmente, la figura 6 representa una vista en
corte idéntica a la figura 2, pero de un tercer modo de realización
de la presente invención, en el que está presente una muestra
líquida.
La presente invención se refiere a un aparato 1,
bien representado en el conjunto de las figuras 2 a 6 con una vista
en corte parcial según tres modos de realización distintos.
La presente invención se refiere a un aparato 1,
bien representado en el conjunto de las figuras 2 a 6 con una vista
en corte parcial según tres modos de realización distintos.
Un aparato 1 de este tipo se utiliza para el
análisis de una o varias muestras líquidas distintas en el que se
pretende identificar uno o varios analitos, según todos los
procesos simples o complejos de análisis que ponen en juego uno o
varios reactivos distintos según la naturaleza química, física o
biológica del o de los analitos investigados. Los principios
técnicos definidos a continuación no están limitados a un analito
particular, siendo la única condición necesaria que el analito esté
distribuido en la muestra que se va a analizar en suspensión o en
disolución. Particularmente, el proceso de análisis utilizado puede
efectuarse de forma homogénea o heterogénea o mixta.
Un modo particular no limitativo de un aparato de
este tipo, se refiere al análisis biológico, de uno o varios
ligandos, que requieren para su detección y/o su cuantificación el
uso de uno o varios agentes anti-ligandos. Por
ligando se entiende cualquier especie biológica como por ejemplo,
un antígeno, un fragmento de antígeno, un péptido, un anticuerpo,
un fragmento de anticuerpo, un hapteno, un ácido nucleico, un
fragmento de ácido nucleico, una hormona, una vitamina. Un ejemplo
de aplicación de las técnicas de análisis se refiere a los
inmunoanálisis, sea cual sea su formato, por análisis directo o por
competencia. Otro ejemplo de aplicación se refiere a la detección
y/o la cuantificación de ácidos nucleicos que comprenden el
conjunto de las operaciones necesarias en esta detección y/o esta
cuantificación a partir de una toma de muestras cualquiera que
contiene los ácidos nucleicos diana. Entre estas distintas
operaciones, se puede citar la lisis, la fluidificación, la
concentración, las etapas de amplificación enzimática de ácidos
nucleicos, las etapas de detección que incorporan una etapa de
hibridación que utiliza por ejemplo un chip de ADN o una sonda
marcada. La solicitud de patente
WO-A-97/02357 aclara distintas
etapas necesarias en caso de un análisis de ácidos nucleicos.
En un modo particularmente interesante de
realización representado en las figuras 1 a 4, se observa que el
aparato 1 está constituido, de hecho, de una placa cuyas dos caras
superior e inferior son paralelas una respecto a otra.
En las figuras, las dos caras son planas, pero la
cara superior es la más interesante para la presente invención.
Así, la superficie 2 plana superior del aparato 1 comprende
cavidades que forman compartimentos 3. Los compartimentos están
entabicados con respecto a las superficies que afloran de la
superficie 2 por medio de un tabique o película 4 de separación.
Este compartimento 3, aislado de este modo, está constituido, de
hecho, de distintas formas. En principio, existen dos ranuras 16
superficiales laterales y, a continuación, una ranura 6 central
profunda. Esta figura 2 corresponde a la vista en corte parcial
según A-A de la figura 1. En esta figura 1, se
observa que las dos ranuras 16 superficiales son paralelas entre sí
a lo largo de la ranura 6 profunda. Sin embargo, la ranura 6
profunda comprende un extremo 7, donde las dos ranuras 16
superficiales se reúnen con el fin de crear una zona 8 de
reacción.
Es posible aislar una primera muestra 5 líquida
al nivel de una de las ranuras 16 superficiales. Es el caso de la
figura 3. Asimismo, es posible aislar además una segunda muestra 15
líquida al nivel de la otra ranura 16 superficial. Es el caso de la
figura 4. De hecho, para que los líquidos 5 y 15 permanezcan en
posición al nivel de las ranuras 16 superficiales y para que no se
mezclen, es necesario que la distancia que separa el fondo de la
ranura 16 superficial con respecto a la película 4 de separación,
sea suficientemente pequeña para que se produzca la fuerza de la
capilaridad. La distancia adecuada entre la película 4 y la ranura
16 para tener una fuerza de capilaridad óptima, está comprendida
entre 50 y 800 micras (\mum), y preferiblemente entre 300 y 500
\mum. En caso de un aparato constituido de una placa mecanizada
en poliestireno de alto impacto y de una película BOPP y de la
transferencia de una disolución acuosa que contiene, por ejemplo, 9
g/l de NaCl, 1 g/l de NaN_{3}, 1 ml/l de Tween 20 (marca
registrada) o de Triton X100 (marca registrada), la distancia entre
la película 4 y la ranura 16 se selecciona en 400 \mum. Esta
dimensión es característica de los líquidos 5 y/o 15 que se
utilizan en el aparato 1 en relación con la naturaleza de los
materiales utilizados en el aparato. En función de la viscosidad,
de la densidad, de la humectabilidad o de la tensión superficial de
los líquidos y en función de la naturaleza hidrófila o hidrófoba de
los materiales utilizados como, por ejemplo, la película de
separación o la placa, será necesario variar esta distancia llegado
el caso.
Al contrario, la distancia que separa la película
4 del fondo de la ranura 6 profunda es muy importante, de manera
que ninguna fuerza de capilaridad permita la retención de por
ejemplo la película de separación o la placa; será necesario variar
esta distancia llegado el caso.
Al contrario, la distancia que separa la película
4 del fondo de la ranura 6 profunda es muy importante, para que
ninguna fuerza de capilaridad permita la retención de líquido 5 ó
15 a este nivel. Es evidente que es necesario que, al nivel de la
anchura de esta ranura profunda, no exista ninguna posibilidad de
que se produzca la capilaridad.
La naturaleza de la película flexible puede
variar en función de la naturaleza de la placa de análisis y de los
fluidos ensayados, particularmente por razones de compatibilidad.
Por ejemplo, una película de polímero TPX (polimetilpenteno) o BOPP
(polipropileno biorientado) permite realizar ensayos biológicos. La
fijación de estas películas puede realizarse por adhesión
(recubrimiento de cola, como por ejemplo, las colas de silicona
sobre la película) o por soldadura. La sociedad BioMérieux Inc. (St
Louis, MO, EE.UU.) suministra un ejemplo de BOPP adhesivo bajo la
referencia 022004-2184.
En cuanto a la realización, la placa de análisis
se obtiene por mecanizado de un material plástico técnico, como
por ejemplo, el poliestireno de alto impacto de referencia R540E de
la sociedad GOODFELLOW, compatible con los líquidos tratados. En un
modo de realización industrial, la placa podría obtenerse por
moldeo con precisión, pero puede utilizarse cualquier otro método
de fabricación y, particularmente, aquellos utilizados en las
técnicas de semiconductor como las descritas en la solicitud de
patente WO-A-97/02357 para la
fabricación de la placa de
análisis.
análisis.
Evidentemente, es posible imaginar un cierto
número de modos de realización distintos que se representan en las
figuras 5 y 6.
En la figura 5, se presenta sensiblemente una
construcción inversa al primer modo de realización de las figuras 1
a 4. Así, en la figura 5, la ranura 16 superficial está situada en
el centro y está rodeada de dos ranuras 6 profundas. Por tanto, la
muestra 5 líquida sólo está en contacto con el fondo de la ranura
16 superficial.
En otro modo de realización, es posible, según la
figura 6, tener únicamente una ranura 16 superficial y únicamente
una ranura 6 profunda.
Evidentemente, todos los casos de la figura son
posibles y considerables. Así, puede tener una multitud de
sucesiones de ranuras profundas 6 o superficiales 16. La única
necesidad reside en el hecho de que las ranuras 6 profundas están
intercaladas entre las ranuras 16 superficiales y viceversa. La
introducción de los líquidos 5 y/o 15 puede efectuarse por medio de
sistemas de válvulas, de bombas y/o de canales, tal como los
descritos en las solicitudes de patente presentadas ese día por la
solicitante bajo los títulos siguientes:
- -
- "Dispositivo y procedimiento de colocación de un líquido", para el primer documento,
- -
- "Dispositivo de bombeo que permite transferir al menos un fluido en un consumible" para el segundo documento, y finalmente
- -
- "Placa de análisis de relleno mejorado", para el tercer documento.
El movimiento de los líquidos 5 y 15 se realiza
de distintas maneras. Por ejemplo, se pueden producir vibraciones;
se puede colocar la placa 1 en una posición sensiblemente vertical,
en la que los líquidos tienen su movimiento que está facilitado por
la gravedad; se puede utilizar la fuerza centrífuga. Pueden
incorporarse sistemas de bombeo en el interior o en el exterior del
aparato, como por ejemplo bombas de diafragma
(US-A-5.277.556), bombas
peristálticas piezoeléctricas
(US-A-5.126.022), sistemas de
transporte por ferrofluidos, bombas eléctricas e hidrodinámicas
(Richter et al., Sensors and Actuators, 29, pag.
159-165, 1991). Asimismo, es posible utilizar la
combinación de al menos dos de estas técnicas.
- 1.
- Aparato
- 2.
- Superficie plana del aparato 1
- 3.
- Compartimentos
- 4.
- Tabique o película de separación
- 5.
- Primera muestra líquida
- 6.
- Primer tipo de ranura denominada profunda
- 7.
- Extremo de la ranura 6
- 8.
- Zona de reacción
- 15.
- Segunda muestra líquida
- 16.
- Segundo tipo de ranura denominada superficial
Claims (8)
1. Aparato (1) que comprende al menos una
superficie (2) plana a cuyo nivel están presentes compartimentos
(3) y están delimitados por un tabique (4), creando los
compartimentos un espacio que permite el desplazamiento de una
muestra (5 ó 15) líquida o el desplazamiento independiente de al
menos dos muestras (5 ó 15) líquidas, estando constituidos los
compartimentos (3) de al menos dos tipos distintos de ranuras:
- un primer tipo de ranura(s) (6)
denominada(s) profunda(s), que funciona(n)
como medio de entabicado de la o de las muestras (5 y/o 15),
estando la o las ranuras (6) profundas a una distancia del tabique
(4) que hace que no se produzca la capilaridad, y
- un segundo tipo de ranura(s) (16)
denominada(s) superficial(es), que funciona(n)
por medio de la recepción de dicha o dichas muestras (5 y/o 15),
estando la o las ranuras (16) superficiales a una distancia de
dicho tabique (4) que hace que se produzca la capilaridad,
permitiendo los dos tipos de ranuras (6 y 16)
guiar los desplazamientos de la o de las muestras (5 y/o 15) en
función de la orientación dada al aparato (1).
2. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la anchura de cada ranura
(6) profunda tiene una dimensión que hace que no se produzca la
capilaridad.
3. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que al
menos una ranura (16) superficial está adyacente a una ranura (6)
profunda.
4. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que al
menos una ranura (6) profunda es adyacente a una ranura (16)
superficial.
5. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que
una ranura (6) profunda está colocada entre dos ranuras (16)
superficiales.
6. Aparato según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que la ranura (6) profunda
comprende un extremo (7) y de que las dos ranuras (16) superficiales
se reúnen al nivel de este extremo para crear una zona (8) de
reacción, donde al menos dos muestras (5 y 15) líquidas están
enfrentadas una (5) a la otra (15) y reaccionan conjuntamente
llegado el caso.
7. Aparato según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que la zona (8) de reacción
está a una distancia del tabique (4) que hace que se produzca la
capilaridad.
8. Aparato según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que la zona de reacción está a
una distancia del tabique (4) que hace que no se produzca la
capilaridad.
Applications Claiming Priority (2)
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