ES2695165T3 - Inmunoensayos luminiscentes de canalización de oxígeno que utilizan la descarga electroquímica del oxígeno singlete y métodos de producción y uso de los mismos - Google Patents
Inmunoensayos luminiscentes de canalización de oxígeno que utilizan la descarga electroquímica del oxígeno singlete y métodos de producción y uso de los mismos Download PDFInfo
- Publication number
- ES2695165T3 ES2695165T3 ES14768580T ES14768580T ES2695165T3 ES 2695165 T3 ES2695165 T3 ES 2695165T3 ES 14768580 T ES14768580 T ES 14768580T ES 14768580 T ES14768580 T ES 14768580T ES 2695165 T3 ES2695165 T3 ES 2695165T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- analyte
- singlet oxygen
- electrode
- composition
- chemiluminescent compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/536—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase
- G01N33/542—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with steric inhibition or signal modification, e.g. fluorescent quenching
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
- G01N33/5438—Electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N2021/0346—Capillary cells; Microcells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Un kit que contiene un sistema de detección quimioluminiscente que comprende: un electrodo capaz de unirse directa o indirectamente a un analito objetivo y capaz de generar oxígeno singlete en su estado excitado; una composición que comprende un compuesto quimioluminiscente activable por oxígeno singlete capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo; y una composición que comprende un generador de oxígeno singlete.
Description
DESCRIPCION
Inmunoensayos luminiscentes de canalizacion de oxigeno que utilizan la descarga electroquimica del oxigeno singlete y metodos de produccion y uso de los mismos.
Referencia cruzada con solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patentes de los Estados Unidos No. 61/788.692, presentada el 15 de marzo de 2013.
Antecedentes
Las tecnologias de inmunoensayo se usan ampliamente en el campo de los diagnosticos medicos. Un ejemplo de un inmunoensayo usado comercialmente es la tecnologia de inmunoensayo de luminiscencia inducida (LOCl®). El inmunoensayo de luminiscencia inducida se describe en la patente de Estados Unidos No. 5.340.716 (Ullman). La tecnologia LOCl® actualmente disponible implica un ensayo homogeneo (es decir, sin etapas de lavado involucradas) que tiene alta sensibilidad, y el ensayo usa varios reactivos y requiere que dos de estos reactivos (conocidos como "sensibead" y "chemibead") contenidos por otros reactivos de inmunoensayo esten cerca para lograr una senal. Al exponerse a la luz a una cierta longitud de onda, el sensibead libera oxigeno singlete, y si las dos perlas estan muy cerca, el oxigeno singlete se transfiere el chemibead; esto provoca una reaccion quimica que da como resultado que el chemibead emita luz que se puede medir a una longitud de onda diferente. Un biosensor que puede usarse para la cuantificacion de un componente o analito especifico en una muestra liquida se divulga en el documento WO 03/012422 A1. Este documento divulga un sensor electroquimico para medir un primer analito en una muestra, donde el sensor comprende un electrodo de trabajo que esta en contacto con una peroxidasa y un mediador redox, en donde el mediador redox puede ser un compuesto capaz de generar quimioluminiscencia. Ademas, Duran et al.: "Singlet oxygen formation during peroxidase catalyzed degradation of carcinomig N-nitrosamine", BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, ACADEMIC PRESS INC: ORLANDO, FL, EE.UU., vol.83, no. 1, 14 de julio de 1978, paginas 287-294, divulga que la peroxidasa es capaz de generar oxigeno singlete. Ademas, el documento US 5340716 divulga un metodo y un kit para determinar un analito que implica un ensayo homogeneo I basado en perlas, cuyo oxigeno singlete se genera mediante fotosensibilizacion, que activa un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo.
Sin embargo, existen obstaculos para esta tecnologia. Hay multiples factores que pueden contribuir a la senal de fondo, tales como, pero sin limitarse a, (1) la union no especifica de dos perlas entre si, y (2) la presencia de dos perlas no unidas que estan simplemente muy cerca la una de la otra. Por estas razones, la mezcla de reaccion final se diluye antes de la exposicion a la luz para disociar las perlas unidas no especificamente y para aumentar la distancia media de las particulas entre las perlas no unidas. Ademas, dado que el ensayo es homogeneo, se requiere separacion por plasma, y por lo tanto, la sangre entera no puede usarse directamente en esta plataforma de diagnostico.
El concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados se refieren a composiciones, ensayos y metodos de uso nuevos y mejorados de los mismos; esta tecnologia proporciona un formato de ensayo heterogeneo en el que la senal de fondo se reduce o se elimina y no se requiere separacion de plasma. La invencion se define en las reivindicaciones.
Descripcion de las diversas vistas de los dibujos
La Figura 1 ilustra una realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 2 ilustra una segunda realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 3 ilustra una tercera realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 4 ilustra otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 5 ilustra otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 6 ilustra aun otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 7 ilustra aun otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 8 ilustra aun otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
Descripcion detallada
A menos que se defina lo contrario en el presente documento, los terminos cientificos y tecnicos utilizados en conexion con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados tendran los significados que comunmente comprenden los expertos en la tecnica. Ademas, a menos que el contexto requiera lo contrario, los terminos singulares incluiran los plurales y los terminos en plural incluiran el singular. Las reacciones enzimaticas y las tecnicas de purificacion se realizan de acuerdo con las especificaciones del fabricante o como se realiza comunmente en la tecnica o como se divulga en este documento. Las tecnicas y procedimientos anteriores se realizan generalmente de acuerdo con metodos convencionales bien conocidos en la tecnica y como se describe en diversas referencias generales y mas especificas que se citan y discuten a lo largo de la presente memoria descriptiva. Las nomenclaturas utilizadas en relacion con, y los procedimientos y tecnicas de laboratorio de, quimica analitica, quimica organica de sintesis y quimica medica y farmaceutica descritas aqui son las bien conocidas y usadas comunmente en la tecnica. Todas las patentes, solicitudes de patente publicadas y publicaciones no de patente mencionadas en la memoria descriptiva son indicativas del nivel de habilidad de los expertos en la tecnica a los que pertenecen este concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
Todas las composiciones y/o metodos divulgados y reivindicados en la presente memoria pueden realizarse y ejecutarse sin una experimentacion excesiva a la luz de la presente divulgacion.
Como se utiliza de acuerdo con la presente divulgacion, se entendera que los siguientes terminos, a menos que se indique lo contrario, tienen los siguientes significados:
El uso de la palabra "un" o "uno, una" cuando se usa junto con el termino "que comprende" en las reivindicaciones y/o la memoria descriptiva puede significar "uno, una", pero tambien es coherente con el significado de "uno o mas", "al menos uno" y "uno o mas de uno". El uso del termino "o" en las reivindicaciones se usa para indicar "y/o" a menos que se indique explicitamente que se refiera solo a alternativas o que las alternativas sean mutuamente excluyentes, aunque la divulgacion respalda una definicion que se refiere solo a alternativas y "y/o". A lo largo de esta solicitud, el termino "aproximadamente" se usa para indicar que un valor incluye la variacion inherente de error para el dispositivo, el metodo que se emplea para determinar el valor o la variacion que existe entre los sujetos del estudio. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, cuando se utiliza el termino "aproximadamente", el valor designado puede variar en mas o menos doce por ciento, u once por ciento, o diez por ciento, o nueve por ciento, u ocho por ciento, o siete por ciento, o seis por ciento, o cinco por ciento, o cuatro por ciento, o tres por ciento, o dos por ciento, o uno por ciento. Se entendera que el uso del termino "al menos uno" incluye tanto uno como cualquier cantidad mayor a uno, incluyendo, pero sin limitarse a, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100, etc. El termino "al menos uno" puede extenderse hasta 100 o 1.000 o mas, dependiendo del termino al cual esta unido; ademas, las cantidades de 100/1.000 no deben considerarse limitantes, ya que los limites mas altos tambien pueden producir resultados satisfactorios. Ademas, se entendera que el uso del termino "al menos uno de X, Y y Z" incluye X solamente, Y solamente, y Z solamente, asi como cualquier combinacion de X, Y y Z. El uso de ordinal la terminologia numerica (es decir, "primero", "segundo", "tercero", "cuarto", etc.) tiene el unico proposito de diferenciar dos o mas elementos y no implica ninguna secuencia, orden o importancia para un elemento sobre otro o cualquier orden de adicion, por ejemplo.
Como se usa en esta memoria descriptiva y una reivindicacion o reivindicaciones, las palabras "que comprende" (y cualquier forma de, que comprende, tal como "comprende"), "que tiene" (y cualquier forma de, que tiene, tal como "tiene"), "que incluye" (y cualquier forma de, que incluye, tal como "incluye") o "que contiene" (y cualquier forma de, que contiene, tal como "contiene") son inclusivos o abiertos y no excluyen elementos adicionales, no enumerados o etapas de metodo.
El termino "o combinaciones de los mismos" tal como se usa en el presente documento se refiere a todas las permutaciones y combinaciones de los elementos enumerados que preceden al termino. Por ejemplo, "A, B, C, o combinaciones de los mismos" esta destinado a incluir al menos uno de: A, B, C, AB, AC, BC o ABC, y si el orden es importante en un contexto particular, tambien BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC o CAB. Continuando con este ejemplo, se incluyen expresamente las combinaciones que contienen repeticiones de uno o mas elementos o terminos, tales como BB, AAA, AB, BBC, AAABCCCC, CBBAAA, CABABB, y asi sucesivamente. El experto en la materia entendera que, por lo general, no existe un limite en el numero de elementos o terminos en cualquier combinacion, a menos que sea evidente a partir del contexto.
Como se usa en el presente documento, la frase "asociado con" incluye la union covalente de una unidad estructural a otra unidad estructural mediante un enlace directo o a traves de un grupo espaciador, union no covalente de una unidad estructural a otra unidad estructural ya sea por union directa o a traves de un grupo espaciador, union no covalente de una unidad estructural a otra unidad estructural ya sea directamente o por medio de mediante miembros pares de union especifica con las unidades estructurales, incorporacion de una unidad estructural en otra unidad estructural tal como mediante la disolucion de una unidad estructural en otra unidad estructural o mediante sintesis, y recubrimiento de una unidad estructural sobre otra unidad estructural, por ejemplo.
El termino "purificado" como se usa en el presente documento significa que se consigue al menos una orden de magnitud de purificacion en comparacion con el material de partida o el material natural, por ejemplo, pero no a modo
de limitacion, dos, tres, cuatro o cinco ordenes de magnitud de purificacion del material de partida o del material natural. De este modo, el termino "purificado" tal como se utiliza en la presente memoria no significa necesariamente que el material este 100% purificado, y por lo tanto tal termino no excluye la presencia de otro u otros materiales presentes en la composicion purificada.
A lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones, a menos que el contexto requiera lo contrario, se entendera que los terminos "sustancialmente" y "aproximadamente" no estan limitados a los terminos especificos calificados por estos adjetivos/adverbios, sino que permiten variaciones menores y/o desviaciones que no resultan en un impacto significativo en el mismo. Por ejemplo, en ciertos casos, el termino "aproximadamente" se usa para indicar que un valor incluye la variacion de error inherente para el dispositivo, el metodo que se emplea para determinar el valor y/o la variacion que existe entre los sujetos de estudio. De manera similar, el termino "sustancialmente" tambien puede referirse a 80% o mas, tal como 85% o mas, o 90% o mas, o 95% o mas, o 99% o mas, y similares.
Los terminos "analogo" y "derivado" se usan en la presente memoria indistintamente y se refieren a una sustancia que comprende la misma estructura de carbono basica y funcion de carbono en su estructura tal como un compuesto dado, pero tambien pueden contener una o mas sustituciones de la misma. El termino "sustitucion" como se usa en este documento se entendera que se refiere el reemplazo de al menos un sustituyente en un compuesto con un residuo R. En ciertas realizaciones no limitantes, R puede incluir H, hidroxilo, tiol, un halogeno seleccionado de fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro, un compuesto C1-C4 seleccionado de uno de los siguientes: alquilo lineal, ramificado o ciclico, opcionalmente sustituido, y alquenilo lineal ramificado o ciclico, en el que los sustituyentes opcionales se seleccionan de uno o mas de alquenilalquilo, alquinilalquilo, cicloalquilo, cicloalquenilalquilo, arilalquilo, heteroarilalquilo, heterocicloalquilo, heterocicloalquenilalquilo opcionalmente sustituido, arilcicloalquilo, y arilheterocicloalquilo, cada uno de los cuales esta opcionalmente sustituido en donde los sustituyentes opcionales se seleccionan de uno o mas de alquenilalquilo, alquinilalquilo, cicloalquilo, cicloalquenilalquilo, arilalquilo, alquilarilo, heteroarilalquilo, heterocicloalquilo, heterocicloalquenilalquilo opcionalmente sustituido, arilcicloalquilo y arilheterocicloalquilo, fenilo, ciano, hidroxilo, alquilo, arilo, cicloalquilo, ciano, alcoxi, alquiltio, amino, -NH(alquilo), -NH(cicloalquilo)2, carboxi y -C(O))-alquilo.
En realizaciones particulares, el termino "analogo", como se usa en el presente documento, se refiere a un compuesto que se une al mismo companero de union (es decir, anticuerpo) como un analito objetivo pero que es quimicamente diferente del analito objetivo. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, cuando el analito objetivo es un peptido, polipeptido o proteina, el analito objetivo puede poseer un epitopo al que se une un companero de union (es decir, para asociacion indirecta de la composicion quimioluminiscente activable por oxigeno singlete y/o sensibilizador con el analito objetivo). En este ejemplo, un analogo del analito objetivo posee un epitopo que es identico al epitopo del analito objetivo que es reconocido por el companero de union; por lo tanto, el analogo es capaz de unirse al companero de union al que se une el analito objetivo, incluso a traves del analito puede tener una secuencia de aminoacidos diferente que el analito objetivo y, por lo tanto, ser menos del 100% identico al mismo.
El termino "muestra", como se usa en la presente memoria, se entendera que incluye cualquier tipo de muestra biologica que pueda utilizarse de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. Los ejemplos de muestras biologicas que pueden utilizarse incluyen, pero no se limitan a, sangre entera o cualquier porcion de la misma, plasma, suero, saliva, esputo, liquido cefalorraquideo (LCR), piel, fluidos intersticiales, lagrimas, moco, orina, hisopos, y similares.
El termino "companero de union" como se usa en el presente documento se entendera que se refiere a cualquier molecula capaz de asociarse con otra molecula. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, la pareja de union puede ser un anticuerpo (que incluye anticuerpos policlonales o monoclonales), fragmentos de anticuerpos (tales como, pero sin limitacion, Fab, Fab', F(ab')2, Fv, scFv, Fd, diacuerpos, anticuerpos monocatenarios y otros fragmentos de anticuerpos que retienen al menos una porcion de la region variable de un anticuerpo intacto), un receptor, un ligando, aptameros, proteinas o peptidos sustitutos de anticuerpos (es decir, proteinas/peptidos de union modificados geneticamente), polimeros de impresion molecular (es decir, matrices inorganicas), combinaciones o derivados de los mismos, asi como cualquier otra molecula capaz de unirse especificamente al analito.
Volviendo ahora a realizaciones particulares del concepto o conceptos de la invencion ahora reivindicados y divulgados, se divulgan composiciones de ensayo asi como kits que los contienen y sus metodos de uso. En algunas realizaciones de ensayo, los miembros del sistema de produccion de senal (sps) comprenden un electrodo y una composicion quimioluminiscente, donde la excitacion del electrodo da como resultado un producto que activa la composicion quimioluminiscente. Un miembro del sps generalmente genera una senal detectable que se relaciona con la cantidad de miembro del sps enlazados y/o no enlazados, es decir, la cantidad de miembro del sps enlazados o no al analito que se esta detectando o a un agente que refleja la cantidad de analito a ser detectado. Un ejemplo de realizacion de una plataforma de ensayo en la que se basan el o los conceptos de la invencion divulgados y reivindicados es el inmunoensayo de luminiscencia inducida (LOCl®). El inmunoensayo de luminiscencia inducida se divulga en la patente de Estados Unidos No. 5.340.716 (Ullman).
El o los conceptos de la invencion divulgados y reivindicados ahora proporcionan un nuevo metodo para generar oxigeno singlete en comparacion con el ensayo LOCl® disponible actualmente, eliminando el sensibead de la tecnologia actual y reemplazandolo con un electrodo. Un complejo tipo sandwich (formado por un analito objetivo unido directa o indirectamente a un compuesto quimioluminiscente) se captura en el electrodo (a traves de la union directa o
indirecta del analito objetivo al mismo, como se divulga en mayor detalle a continuacion). Una vez que se ha capturado el complejo, la mezcla se puede lavar, si se desea, proporcionando asf un formato de ensayo heterogeneo en el que todas las partfculas no especfficamente unidas se pueden eliminar por lavado. Una molecula generadora de oxfgeno singlete puede luego lavarse sobre el complejo capturado, y se puede aplicar un potencial al electrodo. Esto provoca la generacion de oxfgeno singlete que reacciona solo con el compuesto quimioluminiscente capturado, generando asf una senal de luz. De esta manera, el sistema instrumental utilizado se simplifica, ya que no se requiere una fuente de luz para generar oxfgeno singlete. Ademas, el reemplazo del sensibead con el electrodo elimina cualquier transferencia no deseada de senales sensibead-chemibead no especffica (es decir, compuesto quimioluminiscente), proporcionando asf un formato de ensayo con senal de fondo muy baja, asf como una alta sensibilidad.
En una primera realizacion, el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgado y reivindicado se refieren a una composicion que contiene un sistema de deteccion quimioluminiscente. La composicion incluye un electrodo capaz de unirse directa o indirectamente a un analito objetivo y capaz de generar oxfgeno singlete en su estado excitado. La composicion incluye ademas una composicion que comprende un compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo y una composicion que comprende un generador de oxfgeno singlete.
En una segunda realizacion, el concepto o conceptos de la invencion divulgados y reivindicados se refieren a una composicion que contiene un sistema competitivo de deteccion quimioluminiscente. Dicha composicion es similar a la composicion descrita anteriormente, excepto que el electrodo o la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete se proporciona con un analito objetivo o un analogo del mismo unido a el que compite con el analito objetivo presente en una muestra para unirse a el otro componente.
Cualquiera de las composiciones descritas anteriormente o contempladas en el presente documento puede incluir ademas una solucion de lavado. Ademas, cualquiera de las composiciones descritas en el presente documento o bien contempladas en la presente memoria tambien puede incluir un dispositivo de microfluidos en el que estan dispuestos uno o mas de los componentes descritos anteriormente.
El termino "electrodo", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier tipo de conductor o medio que sea capaz de funcionar de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. Los ejemplos no limitantes de electrodos que caen dentro del alcance de los conceptos de la invencion divulgados y reivindicados incluyen celdas electroqufmicas que comprenden una pluralidad de electrodos. Ejemplos de construcciones de celdas electroqufmicas incluyen una celda de dos electrodos que comprende un electrodo indicador y un electrodo de referencia, una celda de dos electrodos que comprende un anodo y un catodo, una celda de tres electrodos que comprende un anodo, un catodo y un electrodo de referencia y una celula de cuatro electrodos que comprende dos electrodos de trabajo, un electrodo contrario y un electrodo de referencia.
El termino "generador de oxfgeno singlete" como se usa en el presente documento se refiere a cualquier compuesto que sea capaz de generar oxfgeno singlete de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion ahora divulgados y reivindicados. Los ejemplos no limitantes de generadores de oxfgeno singlete que caen dentro del alcance de los conceptos de la invencion divulgados y reivindicados incluyen Rosa de Bengala, Azul de Metileno, Eosina, Porfirina o Porfirinas y Ftalocianinas, y combinaciones de los mismos.
Un compuesto quimioluminiscente (agente quimioluminiscente) es un compuesto que es qufmicamente activable y, como resultado de dicha activacion, emite luz a una cierta longitud de onda. Ejemplos de agentes quimioluminiscentes, a modo de ilustracion y no de limitacion, incluyen olefinas capaces de reaccionar con oxfgeno singlete o un peroxido para formar hidroperoxidos o dioxetanos, que pueden descomponerse en cetonas o derivados de acido carboxflico; dioxetanos estables que pueden descomponerse por la accion de la luz; acetilenos que pueden reaccionar con oxfgeno singlete para formar dicetonas; hidrazonas o hidrazidas que pueden formar compuestos azo o azo carbonilos tales como luminol; y compuestos aromaticos que pueden formar endoperoxidos, por ejemplo. Como consecuencia de la reaccion de activacion, los quimioluminiscentes causan directa o indirectamente la emision de luz.
En ciertas realizaciones, el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete puede ser una sustancia que sufre una reaccion qufmica con el oxfgeno singlete para formar una especie intermedia metaestable que puede descomponerse con la emision simultanea o subsiguiente de la luz. La composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete puede asociarse con el analito objetivo por cualquier metodo conocido en la tecnica; por ejemplo, pero no a modo de limitacion, la composicion puede tener un segundo companero de union especffico del analito asociado con la misma que permita la asociacion indirecta del compuesto quimioluminiscente con el analito objetivo. La composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente puede ser directamente excitada por el compuesto quimioluminiscente activado; alternativamente, la composicion puede comprender ademas al menos una molecula fluorescente que es excitada por el compuesto quimioluminiscente activado. Ejemplos particulares, no limitativos, de compuestos quimioluminiscentes que pueden utilizarse de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion divulgados y reivindicados se exponen en la patente de Estados unidos No. 5.340.716 (Ullman, et al).
En ciertas realizaciones del concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados, el electrodo puede ser capaz de unirse indirectamente al analito objetivo a traves de una asociacion con estreptavidina (es decir, un recubrimiento de estreptavidina dispuesto sobre al menos una porcion de una superficie del electrodo). De esta manera,
la biotina se asocia con un primer companero de union especifico del analito, y la union de estreptavidina y biotina, en combinacion con la union del primer companero de union especifico del analito con el analito objetivo, da como resultado la asociacion indirecta del electrodo al analito objetivo.
Los reactivos de las composiciones/kits/metodos pueden proporcionarse en cualquier forma que les permita funcionar de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, los reactivos pueden disponerse en forma de reactivos liofilizados de alicuota unica. El uso de reactivos secos en dispositivos de microfluidos se describe en detalle en la solicitud de patente de Estados Unidos en tramite junto con la presente No. 61/562.677.
El concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados incluyen adicionalmente kits utiles para realizar convenientemente un ensayo para la determinacion de un analito; el kit puede contener cualquier combinacion de los componentes/reactivos descritos anteriormente siempre que esten presentes los componentes/reactivos mencionados en la reivindicacion 1. Ademas, el kit puede contener ademas otro u otros reactivos para llevar a cabo cualquiera de los ensayos particulares descritos o contemplados en el presente documento. La naturaleza de este reactivo o reactivos adicionales dependera del formato de ensayo particular, y su identificacion esta dentro de los conocimientos de un experto en la tecnica.
Los componentes/reactivos pueden estar cada uno en contenedores/compartimentos separados, o se pueden combinar diversos componentes/reactivos en uno o mas contenedores/compartimentos, dependiendo de la reactividad cruzada y la estabilidad de los componentes/reactivos. El kit puede incluir ademas otros reactivos empacados por separado para llevar a cabo un ensayo, tales como miembros adicionales del sbp, miembros del sps y reactivos auxiliares, por ejemplo. Ademas, el kit puede incluir un dispositivo de microfluidos en el que los componentes/reactivos estan dispuestos.
Las cantidades relativas de los diversos componentes/reactivos en los kits pueden variar ampliamente para proporcionar concentraciones de los componentes/reactivos que optimizan sustancialmente las reacciones que necesitan producirse durante los procedimientos de ensayo y ademas optimizan sustancialmente la sensibilidad de un ensayo. En circunstancias apropiadas, se pueden proporcionar uno o mas de los componentes/reactivos en el kit como un polvo seco, tal como un polvo liofilizado, y el kit puede incluir adicionalmente un excipiente o excipientes para la disolucion de los reactivos secos; de esta manera, se puede obtener a partir de estos componentes una solucion de reactivo que tiene las concentraciones apropiadas para realizar un metodo o ensayo de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. Se pueden incluir controles positivos y/o negativos con el kit. El kit puede incluir ademas un conjunto de instrucciones escritas que explican como usar el kit. Un kit de esta naturaleza se puede usar en cualquiera de los metodos descritos o contemplados en este documento.
El concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados se refieren adicionalmente a un dispositivo de microfluidos que incluye una camara de aplicacion de muestra en la que se puede aplicar una muestra y un canal de entrada en comunicacion fluida con ella que tambien esta en comunicacion fluida con uno o mas compartimentos que contienen uno o mas de los componentes descritos aqui anteriormente (es decir, electrodo (con o sin analito objetivo (o un analogo del mismo) unido a el), composicion que comprende un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete y una composicion que comprende un generador de oxigeno singlete). El dispositivo puede estar provisto con cualquier disposicion de los compartimentos y la distribucion del componente o componentes entre los mismos que permita que el dispositivo funcione de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados; ejemplos no limitativos de estructura del dispositivo se proporcionan en las Figuras con fines ilustrativos solamente.
Cualquiera de los compartimentos del dispositivo de microfluidos puede sellarse para mantener el o los reactivos dispuestos en el mismo en un entorno sustancialmente hermetico al aire hasta su uso; por ejemplo, los compartimentos que contienen reactivo o reactivos liofilizados pueden sellarse para evitar cualquier reconstitucion involuntaria del reactivo. El canal de entrada y un compartimento, asi como dos compartimentos, se pueden describir como "capaces de estar en comunicacion fluida" entre si; esta frase indica que el o los compartimentos pueden aun estar sellados, pero los dos compartimentos son capaces de tener un flujo de fluido entre ellos tras la perforacion de un sello formado alli o entre ellos.
Los dispositivos de microfluidos del concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados pueden proporcionarse con cualesquiera otras caracteristicas deseadas conocidas en la tecnica o bien contempladas en el presente documento. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, los dispositivos de microfluidos del concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados pueden incluir ademas una camara de lectura. La camara de lectura puede ser el compartimento en el que esta dispuesto el electrodo, o la camara de lectura puede estar en comunicacion fluida con el compartimento en el que esta dispuesto el electrodo. El dispositivo de microfluidos puede incluir ademas uno o mas compartimentos que contienen otras soluciones, tales como, entre otras, soluciones de lavado, soluciones de dilucion, excipientes, soluciones de interferencia, controles positivos, controles negativos, controles de calidad y similares. Por ejemplo, el dispositivo de microfluidos puede incluir uno o mas compartimentos que contienen una solucion de lavado, y este compartimiento o compartimentos pueden estar en comunicacion fluida con cualquier otro compartimiento o compartimentos del dispositivo. En otro ejemplo, el dispositivo de microfluidos puede incluir ademas uno o mas compartimentos que contienen al menos un excipiente para la disolucion de uno o mas reactivos secos, y el compartimento o compartimentos pueden estar en comunicacion fluida con cualquier otro
compartimento o compartimientos del dispositivo. En otro ejemplo adicional, el dispositivo de microfluidos puede incluir ademas uno o mas compartimentos que contienen una solucion de dilucion, y el compartimento o compartimentos pueden ser capaces de estar en comunicacion fluida con cualquier otro compartimiento o compartimientos del dispositivo.
Ademas, cualquiera de los kits/dispositivos de microfluidos descritos o bien contemplados en el presente documento puede incluir multiples ensayos multiplexados en un unico kit/dispositivo. Cuando estan presentes multiples ensayos, dichos ensayos pueden construirse y funcionar como se describe en este documento. Alternativamente, un ensayo como el descrito en la presente memoria se puede multiplexar con cualquier otro ensayo conocido en la tecnica que sea capaz de estar contenido dentro de los kits/dispositivos de microfluidos del concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. Los ejemplos no limitantes de otros ensayos que pueden multiplexarse con los ensayos divulgados y reivindicados en este documento incluyen BMP, NT-proBNP, D-Dimer, CKMB, Mioglobina, Mieloperoxidasa, ST2, PCT, hCG, LH, FSH, iPTH, TSH, fT4, T4, PSA, fPSA y cPSA, y combinaciones de los mismos.
Cuando estan presentes multiples ensayos en un unico dispositivo de microfluidos, se pueden conectar multiples canales de entrada a la camara de aplicacion de muestra. En ciertas realizaciones, una parte de la muestra puede pasarse desde la camara de aplicacion de muestra a los canales de entrada multiples sin tener en cuenta el contenido de la misma. Alternativamente, puede estar presente una estructura o estructuras en la camara de aplicacion de la muestra, los canales de entrada, y/o la conexion entre ellos que permite la separacion de ciertos componentes de la muestra entera y la administracion de dichos componentes a los diferentes ensayos. Un ejemplo no limitativo de un dispositivo de distribucion de muestra que puede utilizarse de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados se divulga en detalle en la solicitud provisional No. 61/790.580, presentada el 15 de marzo de 2013, titulada "Microfluidic Distributing Device".
El concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados se refiere adicionalmente a un metodo para detectar la presencia y/o concentracion de un analito objetivo en una muestra (tal como, pero sin limitarse a, sangre entera, celulas de sangre entera lisadas o globulos rojos). En una realizacion, el metodo incluye las etapas de combinacion, simultanea o total o parcialmente secuencialmente: una muestra que se sospecha que contiene el analito objetivo, el electrodo, una composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete, y la composicion que comprende el generador de oxigeno singlete, cada uno como se describio aqui anteriormente. La composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente y el electrodo pueden unirse al analito objetivo, por lo que se forma el complejo en sandwich, y el electrodo se coloca muy cerca del compuesto quimioluminiscente. El complejo en sandwich se lava a continuacion con una composicion que comprende un generador de oxigeno singlete, y se aplica un potencial al electrodo para generar oxigeno singlete, donde la generacion de oxigeno singlete en estrecha proximidad al compuesto quimioluminiscente provoca la activacion del compuesto quimioluminiscente presente en el complejo en sandwich. La cantidad de quimioluminiscencia generada por el compuesto quimioluminiscente activado se determina luego, y cualquiera de los pasos anteriores se puede repetir opcionalmente durante un numero deseado de veces. La presencia y/o concentracion del analito objetivo se detecta analizando la cantidad de quimioluminiscencia asi producida, en donde la cantidad de quimioluminiscencia es directamente proporcional a la cantidad de analito en la muestra.
En otra realizacion, se proporciona un metodo competitivo y el electrodo tiene un analito objetivo o un analogo del mismo unido a el. De esta manera, se permite que la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete se una al analito objetivo (o al analogo del mismo) unido al electrodo o analito objetivo presente en la muestra. La union de la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete al analito objetivo (o analogo del mismo) unido al electrodo pone al electrodo muy cerca del compuesto quimioluminiscente, mientras que la union de la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete al analito objetivo presente en la muestra impide su asociacion con el electrodo. El resto del metodo se realiza como se describio aqui anteriormente, y la presencia y/o concentracion del analito objetivo se detecta analizando la cantidad de quimioluminiscencia asi producida, en donde la cantidad de quimioluminiscencia es inversamente proporcional a la cantidad de analito objetivo en la muestra.
En aun otra realizacion de un metodo competitivo, la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete tiene un analito objetivo o un analogo del mismo unido a el. De esta manera, se permite que el electrodo se una a cualquier analito objetivo (o al analogo del mismo) unido a la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete o al analito objetivo presente en la muestra. La union del electrodo al analito objetivo (o analogo del mismo) unido a la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete pone al electrodo muy cerca del compuesto quimioluminiscente, mientras que la union del electrodo al analito objetivo presente en la muestra evita la asociacion del electrodo con la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete. El resto del metodo se realiza como se describio aqui anteriormente, y la presencia y/o concentracion del analito objetivo se detecta analizando la cantidad de quimioluminiscencia asi producida, en donde la cantidad de quimioluminiscencia es inversamente proporcional a la cantidad de analito objetivo en la muestra.
Cuando la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente incluye una molecula fluorescente que es excitada por el compuesto quimioluminiscente activado, el metodo puede incluir ademas la etapa de medir la cantidad de luz emitida por las moleculas fluorescentes para determinar la cantidad de analito en la muestra.
Como se menciono anteriormente, los diversos componentes del metodo se proporcionan en combinacion (ya sea de manera simultanea o secuencial). Cuando los diversos componentes del metodo se agregan secuencialmente, el orden de adicion de los componentes puede variarse; una persona con experiencia normal en la tecnica puede determinar el orden de adicion particular deseado de los diferentes componentes al ensayo. El orden mas simple de adicion, por supuesto, es agregar todos los materiales simultaneamente y determinar la senal producida a partir de ellos. Alternativamente, cada uno de los componentes, o grupos de componentes, puede combinarse secuencialmente. En ciertas realizaciones, una etapa de incubacion puede estar implicada despues de cada adicion como se discutio anteriormente.
Ciertas realizaciones del concepto o los conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados incluyen un ensayo heterogeneo; es decir, ciertas realizaciones del metodo pueden incluir ademas una o mas etapas de lavado empleadas despues de una etapa o etapas de incubacion. Cuando los reactivos se anaden al ensayo en un formato secuencial, el metodo puede incluir multiples etapas de lavado (es decir, despues de cada adicion de reactivo e incubacion con la reaccion). La etapa o etapas de lavado actuan para reducir la senal de fondo y potencialmente aumentar la sensibilidad analitica. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, una realizacion del metodo puede incluir ademas la etapa de lavar sustancialmente la muestra no unida o no unida especificamente y/o el compuesto quimioluminiscente del electrodo antes de aplicar un potencial al electrodo.
Volviendo ahora a los Dibujos, la Figura 1 representa una primera realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. El dispositivo de microfluidos esta indicado por el numero de referencia general 10 e incluye una carcasa 12 que incluye una camara 14 de aplicacion de muestra, un canal 16 de entrada y un compartimiento/camara 18 de lectura. Una muestra (tal como, pero no limitada a, una sangre muestra) puede aplicarse a la camara 14 de aplicacion de la muestra, que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el canal 16 de entrada. El canal 16 de entrada esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el compartimiento/camara 18 de lectura. El compartimiento 18 contiene un electrodo 20, una cantidad predeterminada de una composicion 22 que incluye un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete, y una cantidad predeterminada de una composicion 24 que incluye un generador de oxigeno singlete. Se entendera que si el dispositivo de microfluidos se utiliza en un formato de ensayo competitivo, el electrodo 20 o la composicion 24 pueden tener un analito objetivo o un analogo del mismo unido a el.
El canal 16 de entrada puede simplemente transferir una porcion de la muestra al compartimiento 18, o el canal 16 de entrada puede contener una estructura o estructuras que permiten la separacion de ciertos componentes de la muestra entera (es decir, un filtro o filtros de separacion que permiten la separacion de plasma o globulos rojos de una muestra de sangre entera aplicada a la camara 14 de aplicacion de la muestra) y/o deteccion de degradacion (tal como, pero sin limitarse a, hemolisis) en la muestra.
Cualquiera de los dispositivos de microfluidos descritos o bien contemplados en este documento puede proporcionarse con compartimentos adicionales que contienen otros reactivos/soluciones. Por ejemplo, la Figura 2 representa un dispositivo 10a de microfluidos que es similar al dispositivo 10 de microfluidos de la Figura 1, con la excepcion de que el dispositivo 10a de microfluidos esta provisto de un formato de ensayo heterogeneo. Es decir, el dispositivo 10a de microfluidos incluye ademas un segundo compartimiento 26 que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el canal 16a de entrada y/o el primer compartimento 18a; el segundo compartimiento 26 contiene una cantidad predeterminada de solucion 28 de lavado. El dispositivo 10a de microfluidos tambien incluye un compartimiento 30 de residuos que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el primer compartimento 18a y recibe la solucion 28 de lavado una vez ha pasado a traves del primer compartimento 18a. Sin embargo, el uso de una solucion de lavado no debe interpretarse como limitante, y la presencia dentro del dispositivo de cualquier reactivo adicional descrito o contemplado en la presente memoria o conocido en la tecnica dentro de uno o mas compartimentos adicionales tambien cae dentro del alcance del concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados.
La Figura 3 contiene otro ejemplo de un dispositivo de microfluidos que esta provisto de compartimentos adicionales que contienen otros reactivos/soluciones. Cuando los reactivos estan dispuestos en el compartimento o compartimentos (es decir, electrodo (con o sin analito objetivo (o un analogo del mismo) unido a el), el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete y/o el generador de oxigeno singlete) estan en forma de un reactivo seco, la muestra/plasma puede utilizarse para su reconstitucion; alternativamente, el dispositivo de microfluidos puede estar provisto de uno o mas compartimentos que contienen excipientes que pueden estar en (o pueden ser capaces de estar en) comunicacion fluida con uno o mas de los compartimientos que contienen dicho reactivo o reactivos. En la Figura 3, se muestra un dispositivo 10b de microfluidos) que es similar a los dispositivos 10 y 10a de microfluidos de las Figuras 1-2, excepto que el dispositivo 10b de microfluidos incluye ademas un tercer compartimento 32 que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el canal 16b de entrada y/o el primer compartimiento 18b y contiene una cantidad predeterminada de excipiente 34 para la reconstitucion de al menos uno de los reactivos 20b, 22b y 24b, debe entenderse que el dispositivo 10b de microfluidos se ilustra como teniendo tanto el segundo como el tercer compartimentos 26b y 32 solo a modo de ejemplo. Cualquiera de los dispositivos divulgados o bien contemplados en el presente documento puede proporcionarse con el compartimento que contiene solo la solucion de lavado o el compartimento que contiene solo excipientes. Alternativamente, cualquiera de los dispositivos descritos o contemplados en el presente documento puede proporcionarse con uno o mas compartimentos que contienen solucion de lavado y uno o mas compartimentos que contienen excipientes.
Cualquiera de los compartimentos de cualquiera de los dispositivos de microfluidos descritos o bien contemplados en la presente memoria puede sellarse para mantener el reactivo o los reactivos dispuestos en el mismo en un entorno sustancialmente hermetico al aire y/o sustancialmente hermetico a la luz hasta su uso; por ejemplo, los compartimentos que contienen un reactivo o reactivos liofilizados pueden sellarse para evitar la reconstitucion involuntaria del reactivo y/o la exposicion de cualquiera de los reactivos a la luz. El canal de entrada y un primer compartimento, asi como dos compartimentos, se pueden describir como "capaces de comunicacion fluida" entre si; esta frase indica que el compartimento o compartimientos pueden aun estar sellados, pero son capaces de tener un flujo de fluido entre ellos tras la perforacion de un sello formado entre ellos.
Ademas, debe entenderse que cualquiera de los dispositivos de microfluidos descritos o bien contemplados en la presente memoria puede proporcionarse adicionalmente con camaras adicionales y/u otros circuitos de fluidos. Por ejemplo, pero no a modo de limitacion, cualquiera de los dispositivos de microfluidos puede contener adicionalmente una camara o camaras de mezcla y/o un circuito o circuitos de fluidos que estan dispuestos entre dos camaras de reactivo.
La Figura 4 representa otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. El dispositivo de microfluidos esta indicado por el numero de referencia general 50 y es similar a los dispositivos de microfluidos 10, 10a y 10b de las Figuras 1 -3, excepto que el dispositivo de microfluidos 50 contiene dos compartimentos en los que los tres reactivos (es decir, el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete, el generador de oxigeno singlete y/o el electrodo (con o sin analito objetivo unido (o analogo del mismo)) estan dispuestos.
El dispositivo de microfluidos 50 incluye una carcasa 52 que incluye una camara 53 de aplicacion de muestras, un canal 54 de entrada, un primer compartimento 56, un segundo compartimento 58 y un compartimento 60 de residuos. Una muestra (tal como, pero no limitada a, una muestra de sangre) puede aplicarse a la camara 53 de aplicacion de la muestra, que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el canal 54 de entrada. El canal 54 de entrada esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el primer compartimento 56. El primer compartimento 56 contiene una cantidad predeterminada de una composicion 64 que incluye un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete y una cantidad predeterminada de electrodo 66 (con o sin analito objetivo (o analogo del mismo) unido a el). El segundo compartimiento 58 esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el canal 54 de entrada y/o el primer compartimento 56; el segundo compartimiento 58 contiene una cantidad predeterminada de una composicion 68 que incluye un generador de oxigeno singlete. El primer compartimento 56 puede definirse ademas como una camara de lectura y esta en (o es capaz de estar en) comunicacion fluida con el compartimiento 60 de desechos.
El orden de distribucion de los reactivos 64, 66 y 68 en los compartimentos 56 y 58 es unicamente a titulo de ejemplo y no debe interpretarse como limitativo. Los reactivos 64, 66 y 68 pueden distribuirse en los compartimentos 56 y 58 en cualquier orden deseado. Por ejemplo, la cantidad predeterminada de la composicion 64 puede estar dispuesta en el segundo compartimiento 58 junto con la composicion 68. El dispositivo 50 de microfluidos puede estar provisto ademas de uno o mas compartimentos adicionales que contienen una solucion o soluciones de lavado y/o excipiente o excipientes) (como se describio anteriormente con respecto a las Figuras 2-3). Cuando se proporcionan uno o mas compartimentos adicionales, los compartimentos pueden estar en (o pueden ser capaces de estar en) comunicacion fluida con el canal 54 de entrada, el primer compartimento 56 y/o el segundo compartimento 58. Ademas, cuando el dispositivo de microfluidos se usa en un formato de ensayo competitivo, la composicion 64 o el electrodo 66 pueden tener un analito objetivo (o un analogo del mismo) unido a el.
La Figura 5 representa otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. El dispositivo de microfluidos se indica mediante el numero de referencia general 150 y es similar a los dispositivos de microfluidos 10, 10a, 10b, y 50 de las Figuras 1-4, excepto que el dispositivo de microfluidos 150 contiene tres compartimientos en los que los tres reactivos (es decir, el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete, el oxigeno singlete y/o el electrodo (con o sin analito objetivo unido (o un analogo del mismo)) estan dispuestos.
El dispositivo de microfluidos 150 incluye una carcasa 152 que incluye una camara 153 de aplicacion de muestras, un canal 154 de entrada, un primer compartimento 156, un segundo compartimento 158, un tercer compartimento 160 y un compartimento 162 de residuos. Una muestra (tal como, pero sin limitarse a, una muestra de sangre) se puede aplicar a la camara 153 de aplicacion de muestras, que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el canal 154 de entrada. El canal 154 de entrada esta en (o puede ser en) comunicacion fluida con el primer compartimento 156. El primer compartimento 156 contiene una cantidad predeterminada de una composicion 164 que incluye un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete. El segundo compartimiento 158 esta en (o es capaz de estar en) comunicacion fluida con el primer compartimento 156; el segundo compartimento 158 contiene una cantidad predeterminada de una composicion 166 que incluye un generador de oxigeno singlete. El tercer compartimiento 160 esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el segundo compartimento 158; el tercer compartimiento 160 contiene una cantidad predeterminada de un electrodo 168. El tercer compartimento 160 puede definirse ademas como una camara de lectura y esta en (o es capaz de estar en) comunicacion fluida con el compartimento 162 de residuos. Se entendera que cuando el dispositivo 150 de microfluidos se utiliza en un formato de ensayo competitivo, la composicion 164 o el electrodo 168 pueden tener un analito objetivo (o un analogo del mismo) unido a el.
El orden de distribucion de los reactivos 164, 166 y 168 en los compartimentos 156, 158 y 160 es unicamente a titulo de ejemplo y no debe interpretarse como limitativo. Los reactivos 164, 166 y 168 pueden distribuirse en los compartimentos 156, 158 y 160 en cualquier orden deseado.
La Figura 6 representa otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. El dispositivo de microfluidos esta indicado por el numero de referencia general 150a y es similar al dispositivo de microfluidos 150 de la Figura 5, excepto que el dispositivo 150a de microfluidos esta provisto de una configuracion diferente para los tres compartimentos del mismo.
El dispositivo de microfluidos 150a incluye tres compartimentos 156a, 158a y 160a que contienen los reactivos 164a, 166a y 168a, respectivamente. Sin embargo, los compartimientos primero y segundo 156a y 158a no estan en comunicacion fluida entre si; en su lugar, tanto el primer como el segundo compartimento 156a y 158a estan en (o pueden estar en) comunicacion fluida con el tercer compartimento 160a.
La Figura 7 representa aun otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. El dispositivo de microfluidos esta indicado por el numero de referencia general 150b y es similar al dispositivo de microfluidos 150a de la Figura 6, excepto que el dispositivo 150b de microfluidos esta provisto de un cuarto compartimento 170 que contiene una cantidad predeterminada de solucion 172 de lavado. El cuarto compartimento 170 se ilustra como estando en (o capaz de estar en) comunicacion fluida con el tercer compartimento 160b; sin embargo, debe entenderse que el cuarto compartimiento 170 puede estar en (o ser capaz de estar en) comunicacion fluida con cualquiera de los compartimentos 156b, 158b, y/o 160b y/o el canal 154b de entrada. La presencia de la solucion 172 de lavado en el cuarto compartimento 170 es unicamente a manera de ejemplo; se debe entender que la solucion presente en el cuarto compartimento 170 puede ser un excipiente u otro reactivo deseado.
Como se establece en el presente documento anteriormente, cualquiera de las estructuras de ensayo descritas aqui anteriormente puede multiplexarse con un ensayo o ensayos adicionales en un unico dispositivo de microfluidos. La Figura 8 representa aun otra realizacion de un dispositivo de microfluidos construido de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion actualmente divulgados y reivindicados. El dispositivo de microfluidos esta indicado por el numero de referencia general 200 y es similar a los dispositivos de microfluidos 10, 10a, 10b, 50, 150, 150a y 150b de las Figuras 1-7, excepto que el dispositivo 200 de microfluidos contiene multiples compartimentos que proporcionan un formato de ensayo multiplexado. El dispositivo 200 de microfluidos incluye una carcasa 202 que incluye una camara 204 de aplicacion de muestra, un primer canal 206 de entrada, un segundo canal 208 de entrada, un primer compartimento 210 y un segundo compartimento 212. Una muestra (tal como, pero no limitada a, una muestra de sangre) puede aplicarse a la camara 204 de aplicacion de muestra, que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con los canales 206 y 208 de entrada. El primer canal 206 de entrada esta en (o es capaz de estar en) comunicacion fluida con el primer compartimento 210. El primer canal 206 de entrada y el primer compartimento 210 representan la estructura de ensayo descrita en detalle anteriormente (es decir, en donde el primer compartimento 210 contiene una composicion 214 que incluye un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete, una composicion 216 que incluye un generador de oxigeno singlete y un electrodo 218). Aunque esta estructura de ensayo representada es similar a la representada en la Figura 1, debe entenderse que cualquiera de las otras estructuras de ensayo descritas anteriormente en la presente memoria o bien contempladas en la presente memoria se pueden utilizar en el dispositivo de microfluidos de ensayo multiplexado. Ademas, el dispositivo 200 de microfluidos esta provisto del segundo canal 208 de entrada que esta en (o puede estar en) comunicacion fluida con el segundo compartimento 212. El segundo compartimento 212 se proporciona simplemente para ilustrar la presencia de una segunda estructura de ensayo; debe entenderse que pueden estar presentes multiples compartimentos segun sea necesario para proporcionar la estructura requerida asociada con el segundo ensayo. Ademas, tambien debe entenderse que el segundo compartimento 212 puede estar provisto de reactivos similares a los presentes en el primer compartimento 210, de modo que estan presentes multiples ensayos que detectan diferentes analitos por el mismo mecanismo de ensayo en el mismo dispositivo de microfluidos. Alternativamente, el segundo compartimento 212 puede representar un formato de ensayo completamente diferente; el unico requisito es que este segundo formato de ensayo pueda multiplexarse con uno de los ensayos descritos en este documento.
Por lo tanto, de acuerdo con el concepto o conceptos de la invencion divulgados y reivindicados, se han proporcionado composiciones que comprenden un sistema quimioluminiscente, asi como kits y dispositivos de microfluidos que contienen los mismos y metodos de uso de los mismos, que satisfacen plenamente los objetivos y ventajas expuestas anteriormente.
Claims (14)
1. Un kit que contiene un sistema de deteccion quimioluminiscente que comprende:
un electrodo capaz de unirse directa o indirectamente a un analito objetivo y capaz de generar oxfgeno singlete en su estado excitado;
una composicion que comprende un compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo; y
una composicion que comprende un generador de oxfgeno singlete.
2. El kit de cualquiera de las reivindicaciones 1, en el que al menos una parte de una superficie del electrodo esta provista de un recubrimiento de estreptavidina dispuesto sobre el mismo, y en donde la biotina esta asociada con un primer companero de union especffico del analito, por lo que la union de la estreptavidina y la biotina y la union del primer companero de union especffico del analito al analito objetivo da como resultado la asociacion indirecta del electrodo con el analito objetivo.
3. El kit de la reivindicacion 1, en el que la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete tiene un segundo companero de union especffico del analito asociado con el mismo que permite la asociacion indirecta del compuesto quimioluminiscente con el analito objetivo.
4. El kit de la reivindicacion 1, en el que uno de los electrodos y la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete tiene un analito objetivo o un analogo del mismo unido a el.
5. Un dispositivo de microfluidos, que comprende:
(a) un canal de entrada a traves del cual se puede aplicar una muestra;
(b) al menos un compartimento capaz de estar en comunicacion fluida con el canal de entrada, conteniendo al menos un compartimento:
(i) un electrodo capaz de unirse directa o indirectamente a un analito objetivo y capaz de generar oxfgeno singlete en su estado excitado;
(ii) una composicion que comprende un compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo; y
(iii) una composicion que comprende un generador de oxfgeno singlete.
6. El dispositivo de microfluidos de la reivindicacion 5, en el que uno de:
(a) el electrodo tiene analito objetivo o un analogo del mismo unido a el, por lo que la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete es capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo presente en una muestra o al analito objetivo o analogo del mismo unido al electrodo; y
(b) la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete tiene un analito objetivo o un analogo del mismo unido a el, por lo que el electrodo puede unirse directa o indirectamente al analito objetivo presente en una muestra o al analito objetivo o analogo del mismo unido a la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxfgeno singlete.
7. El dispositivo de microfluidos de cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que al menos uno de (i), (ii) y (iii) esta liofilizado.
8. El dispositivo de microfluidos de la reivindicacion 7, que comprende ademas al menos un compartimento adicional capaz de estar en comunicacion fluida con al menos otro compartimento, en donde al menos un compartimiento adicional contiene un excipiente para la reconstitucion de al menos un reactivo liofilizado.
9. El dispositivo de microfluidos de una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que al menos una parte de una superficie del electrodo esta provista de un recubrimiento de estreptavidina dispuesto sobre el mismo, y en el que la biotina esta asociada con un primer companero de union especffico del analito, por lo que la union de estreptavidina y biotina y la union del primer companero de union especffico del analito al analito objetivo da como resultado la asociacion indirecta del electrodo con el analito objetivo.
10. Un metodo para detectar la presencia y/o concentracion de un analito objetivo en una muestra, que comprende las etapas de:
(a) combinar, de forma simultanea o completamente o parcialmente secuencial:
(1) una muestra sospechosa de contener el analito objetivo;
(2) un electrodo capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo y capaz de generar oxigeno singlete en su estado excitado; y
(3) una composicion que comprende un compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete capaz de unirse directa o indirectamente al analito objetivo;
(b) permitir la union de la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente y el electrodo al analito objetivo, mediante lo cual se forma un complejo en sandwich mediante la union de (2) y (3) al analito objetivo de modo que el electrodo este muy cerca al compuesto quimioluminiscente;
(c) lavar el electrodo con una composicion que comprende un generador de oxigeno singlete;
(d) aplicar un potencial al electrodo para generar oxigeno singlete, en el que la generacion de oxigeno singlete en las proximidades del compuesto quimioluminiscente provoca la activacion del compuesto quimioluminiscente presente en el complejo en sandwich;
(e) determinar la cantidad de quimioluminiscencia generada por el compuesto quimioluminiscente activado;
(f) repetir opcionalmente las etapas (b) -(e); y
(g) detectar la presencia y/o concentracion del analito objetivo analizando la cantidad de quimioluminiscencia asi producida, en donde la cantidad de quimioluminiscencia es directamente proporcional a la cantidad de analito objetivo en la muestra.
11. El metodo de la reivindicacion 10, en el que al menos una porcion de una superficie del electrodo esta provista de un recubrimiento de estreptavidina dispuesto sobre el, y en la que la biotina esta asociada con un primer companero de union especifico del analito, por lo que la union de estreptavidina y biotina y la union del primer companero de union especifico del analito al analito objetivo da como resultado la asociacion indirecta del electrodo al analito objetivo.
12. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en el que la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente activable por oxigeno singlete tiene un segundo companero de union especifico del analito asociado con el que permite la asociacion indirecta del compuesto quimioluminiscente con el analito objetivo.
13. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, que comprende ademas la etapa de lavar sustancialmente las composiciones no unidas o no unidas especificamente (1) y (3) del electrodo despues de la etapa (b).
14. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en el que la composicion que comprende el compuesto quimioluminiscente comprende ademas al menos una molecula fluorescente que es excitada por el compuesto quimioluminiscente activado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361788692P | 2013-03-15 | 2013-03-15 | |
| PCT/US2014/027025 WO2014152165A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Luminescent oxygen channeling immunoassays utilizing electrochemical discharge of singlet oxygen and methods of production and use thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2695165T3 true ES2695165T3 (es) | 2019-01-02 |
Family
ID=51581134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES14768580T Active ES2695165T3 (es) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Inmunoensayos luminiscentes de canalización de oxígeno que utilizan la descarga electroquímica del oxígeno singlete y métodos de producción y uso de los mismos |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10371661B2 (es) |
| EP (2) | EP3418743B1 (es) |
| DK (2) | DK3418743T3 (es) |
| ES (1) | ES2695165T3 (es) |
| WO (1) | WO2014152165A1 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3123151B1 (en) * | 2014-03-26 | 2018-11-28 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Luminescent oxygen channeling immunoassay utilizing three antibodies and methods of production and use thereof |
| CN104833798B (zh) * | 2015-04-27 | 2016-08-24 | 杭州金溪生物技术有限公司 | 基于均相化学发光技术的快速诊断试纸条 |
| CN109475869B (zh) * | 2016-07-18 | 2021-07-30 | 西门子医疗保健诊断公司 | 液体分析试剂分配设备及其相关的分析套件和使用方法 |
| CN115397464A (zh) * | 2020-04-24 | 2022-11-25 | 美国西门子医学诊断股份有限公司 | 用于使用抗人免疫球蛋白抗体的抗微生物血清学测定的组合物、试剂盒和方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277437A (en) | 1978-04-05 | 1981-07-07 | Syva Company | Kit for carrying out chemically induced fluorescence immunoassay |
| US5340716A (en) | 1991-06-20 | 1994-08-23 | Snytex (U.S.A.) Inc. | Assay method utilizing photoactivated chemiluminescent label |
| US6319670B1 (en) * | 1995-05-09 | 2001-11-20 | Meso Scale Technology Llp | Methods and apparatus for improved luminescence assays using microparticles |
| DE19811017A1 (de) * | 1998-03-13 | 1999-09-16 | Dade Behring Marburg Gmbh | Neues Verfahren zur Bestimmung von Plasmaproteinen und Faktoren der Hämostase sowie ein neues, implantierbares Meßgerät |
| US7358052B2 (en) | 2001-05-26 | 2008-04-15 | Monogram Biosciences, Inc. | Catalytic amplification of multiplexed assay signals |
| US6767441B1 (en) * | 2001-07-31 | 2004-07-27 | Nova Biomedical Corporation | Biosensor with peroxidase enzyme |
| EP1585806A2 (en) | 2002-10-30 | 2005-10-19 | Pointilliste, Inc. | Methods for producing polypeptide-tagged collections and capture systems containing the tagged polypeptides |
| US20060118496A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-06-08 | University Of New Mexico | Water treatment using metal porphyrin |
| GB2420180A (en) * | 2004-11-11 | 2006-05-17 | Sensor Tech Ltd | Method of electrochemical analysis of an analyte |
| US20090130771A1 (en) * | 2005-07-20 | 2009-05-21 | Inverness Medical Switzerland Gmbh | Assay device and method |
| CN101379397A (zh) | 2006-01-26 | 2009-03-04 | Hx诊断公司 | H5亚型禽流感病毒血凝素蛋白的单克隆抗体或其结合活性片段及其用途 |
| GB2436616A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-03 | Inverness Medical Switzerland | Assay device and method |
| FR2923609A1 (fr) * | 2007-11-13 | 2009-05-15 | Thierry Patrice | Test pour la mesure de la resistance au stress oxydant et ses applications |
| US20090258435A1 (en) | 2008-04-15 | 2009-10-15 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc., A Corporation Of California | Biotin-receptor reagents for sensitivity modulation in assays |
| WO2011137039A1 (en) | 2010-04-28 | 2011-11-03 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Sample analysis system and method of use |
| US20130084652A1 (en) | 2010-05-14 | 2013-04-04 | Beckman Coulter, Inc. | Homogeneous Chemiluminescence Assay Methods with Increased Sensitivity |
| DK2760998T3 (en) | 2011-11-22 | 2017-04-24 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc | Devices with dried reagents for reconstitution as calibration and / or quality control solutions, and methods of preparation and use thereof |
| WO2014151450A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Microfluidic distributing device |
-
2014
- 2014-03-14 DK DK18182375.8T patent/DK3418743T3/da active
- 2014-03-14 EP EP18182375.8A patent/EP3418743B1/en active Active
- 2014-03-14 EP EP14768580.4A patent/EP2970852B1/en active Active
- 2014-03-14 WO PCT/US2014/027025 patent/WO2014152165A1/en active Application Filing
- 2014-03-14 DK DK14768580.4T patent/DK2970852T3/en active
- 2014-03-14 US US14/776,164 patent/US10371661B2/en active Active
- 2014-03-14 ES ES14768580T patent/ES2695165T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3418743A1 (en) | 2018-12-26 |
| DK2970852T3 (en) | 2018-12-03 |
| US20160033443A1 (en) | 2016-02-04 |
| EP3418743B1 (en) | 2020-04-29 |
| DK3418743T3 (da) | 2020-08-03 |
| EP2970852B1 (en) | 2018-08-08 |
| WO2014152165A1 (en) | 2014-09-25 |
| US10371661B2 (en) | 2019-08-06 |
| EP2970852A4 (en) | 2016-10-19 |
| EP2970852A1 (en) | 2016-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2713428T3 (es) | Inmunoensayo de canalización de oxígeno luminiscente utilizando tres anticuerpos y métodos de producción y uso de los mismos | |
| ES2695165T3 (es) | Inmunoensayos luminiscentes de canalización de oxígeno que utilizan la descarga electroquímica del oxígeno singlete y métodos de producción y uso de los mismos | |
| Rusling | Multiplexed electrochemical protein detection and translation to personalized cancer diagnostics | |
| ES2670424T3 (es) | Procedimiento para aumentar y regular la emisión de luz de una reacción quimioluminiscente | |
| US20190170759A1 (en) | Heterogeneous luminescent oxygen channeling immunoassays and methods of production and use thereof | |
| ES2429114T3 (es) | Tira de prueba para líquidos y procedimiento | |
| US20220163533A1 (en) | Compositions, kits, and methods for multiplex assays to correct for biotin interference in target analyte measurements | |
| Wang et al. | Specific reactions of RSNO, HSNO, and HNO and their applications in the design of fluorescent probes | |
| JP7122454B2 (ja) | ビオチンアッセイを実施するためのキット、マイクロ流体デバイス、および方法 | |
| ES2822663T3 (es) | Inmunoensayos de canalización de oxígeno luminiscentes heterogéneos | |
| ES2429113T3 (es) | Tira de prueba para líquidos y procedimiento para la misma | |
| WO2017056748A1 (ja) | アナライトを分析するセンサ、測定装置、及びアナライトの分析方法 | |
| CN117241884A (zh) | 使用抗人免疫球蛋白抗体用于抗微生物血清学测定的组合物、试剂盒和方法 |