ES2928014T3

ES2928014T3 - Dispositivos para la detección ultrasensible de moléculas o partículas

Info

Publication number: ES2928014T3
Application number: ES12706135T
Authority: ES
Inventors: David Fournier; Todd Campbell; Cheuk Kan; John Lawson; Andrew Rivnak; Michael Kagan; David Duffy
Original assignee: Quanterix Corp
Current assignee: Quanterix Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2032-01-27
Also published as: CN103547925B; EP2668509B1; CN107765024A; CN106405135A; HK1252237A1; JP6113665B2; EP4119951A1; CA2825317C; EP2668509A1; CA2825317A1; US20120196774A1; US11977087B2; US20180306830A1; US20220034917A1; WO2012103447A1; US11112415B2; JP2017078717A; JP6573864B2; JP2014503831A; CN112198329A

Abstract

Se describen sistemas, dispositivos y métodos que se relacionan con varios aspectos de los ensayos para detectar y/o determinar una medida de la concentración de moléculas o partículas de analitos en un fluido de muestra. En algunos casos, los sistemas emplean un consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. Los sistemas, dispositivos y/o métodos, en algunos casos, están automatizados. En algunos casos, los sistemas, dispositivos y/o métodos se relacionan con la inserción de una pluralidad de perlas en sitios de ensayo, sitios de ensayo de sellado, sitios de ensayo de formación de imágenes o similares. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivos para la detección ultrasensible de moléculas o partículas

Campo de la invención

Se describe un dispositivo que se refiere a diversos aspectos de ensayos para detectar y/o determinar una medida de la concentración de moléculas o partículas de analito en un fluido de muestra.

Antecedentes de la invención

Los métodos y sistemas que pueden detectar de manera rápida y precisa y, en determinados casos, cuantificar una molécula de analito diana en una muestra son las piedras angulares de las mediciones analíticas modernas. Tales sistemas y/o métodos se emplean en muchas áreas tales como investigación académica e industrial, evaluación ambiental, seguridad alimentaria, diagnóstico médico y detección de agentes de guerra química, biológica y/o radiológica. Las características ventajosas de tales técnicas pueden incluir especificidad, velocidad y sensibilidad.

La mayoría de las técnicas actuales para cuantificar niveles bajos de moléculas de analito en una muestra usan procedimientos de amplificación para aumentar el número de moléculas indicadoras con el fin de poder proporcionar una señal medible. Una característica de muchos métodos y/o sistemas conocidos para detectar o cuantificar bajas concentraciones de un analito particular en disolución es que se basan en respuestas de conjunto en las que muchas moléculas de analito dan lugar a una señal medida. La mayoría de los esquemas de detección requieren que una gran cantidad de moléculas estén presentes en el conjunto para que la señal agregada esté por encima del umbral de detección. Este requisito limita la sensibilidad de la mayoría de las técnicas de detección y el intervalo dinámico (es decir, el intervalo de concentraciones que pueden detectarse). Muchos de los métodos y técnicas conocidos están plagados además de problemas de unión inespecífica, que es la unión de moléculas o partículas de analito o no analito que van a detectarse o especies indicadoras de manera inespecífica a sitios distintos de los esperados. Esto conduce a un aumento en la señal de fondo y, por tanto, limita la concentración más baja que puede detectarse de manera precisa o reproducible.

Si bien se conocen en la técnica diversos métodos y/o sistemas para la detección y/o determinación de la concentración de moléculas de analito en una muestra de fluido, existe la necesidad de sistemas y/o métodos mejorados que funcionen con una cuantificación precisa de bajas concentraciones y sistemas que están automatizados.

Por consiguiente, se necesitan métodos y/o sistemas mejorados.

El documento WO 2006/102297 describe un aplicador de sello automatizado para aplicar una cubierta de sellado a una microplaca. La microplaca puede comprender una pluralidad de pocillos para recibir un ensayo. La cubierta de sellado, que puede ser un material sólido o líquido, puede aplicarse a la microplaca usando un sistema de distribución de carga que puede comprender un transportador, una pluralidad de estaciones dispensadoras y una estación de inspección visual en diferentes lugares a lo largo del transportador, y un controlador de sistema. El volumen de cada uno de los pocillos de la pluralidad puede ser de aproximadamente 500 nanolitros. El documento WO2006/102297 no enseña al menos un aparato que comprende un manipulador de consumibles de ensayo, un sellador, un cargador de muestras, un sistema de obtención de imágenes y un sistema de control implementado por ordenador construido y configurado para aplicar un líquido de sellado a un consumible de ensayo y realizar un ensayo en sitios de ensayo de un consumible de ensayo acoplado operativamente al manipulador de consumibles de ensayo, en el que los sitios de ensayo tienen un volumen de entre aproximadamente 10 attolitros y aproximadamente 50 picolitros, o en el que los sitios de ensayo están situados en un disco. El documento WO2006/102297 tampoco enseña al menos un sellador, un cargador de muestras y un sistema de obtención de imágenes dispuestos para colocarse alrededor del consumible de ensayo cuando el consumible de ensayo está acoplado operativamente al manipulador de consumibles de ensayo, o la capacidad de proporcionar movimiento relativo de rotación entre el consumible de ensayo y un sellador, un cargador de muestras y un sistema de obtención de imágenes de este tipo colocados alrededor del consumible de ensayo. Finalmente, el documento WO2006/102297 tampoco enseña al menos un generador de campo magnético que puede colocarse adyacente a un manipulador de consumibles de ensayo.

El documento US 5.374.395 describe un instrumento de diagnóstico que tiene un carrusel que sostiene los paquetes de prueba durante los periodos de incubación y gira los paquetes desechables sometidos a prueba por un lector óptico que detecta ópticamente la presencia de un analito en la muestra.

El documento US2004/086426 A1 describe un sistema dispensador de perlas para suministrar pequeñas cantidades de sustancias sobre un sustrato.

El documento US2002/009391 A1 describe un sistema integrado de procesamiento de muestras y componentes del mismo para preparar y/o analizar muestras.

El documento US 5.168.766 describe un autómata para analizar grupos sanguíneos con soporte de muestra formado específicamente y el documento EP 0510686 A2 describe un aparato de análisis automático capaz de leer datos de depósito y un método de manipulación de reactivos empleado en el mismo.

El documento US 2010/075407 A1 describe sistemas y métodos para detectar moléculas o partículas de analito en una muestra de fluido y determinar una medida de la concentración de las moléculas o partículas en la muestra de fluido.

Finalmente, el documento US 2006/040297 A1 describe un aparato y un método para realizar una secuenciación rápida de ADN.

Sumario de la invención

La presente invención se define por el aparato para realizar un ensayo en la reivindicación independiente adjunta. Las reivindicaciones dependientes describen características opcionales y realizaciones distintas. Por tanto, todo lo de la divulgación posterior que no se encuentre dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas no forma parte de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra los componentes de una realización de un sistema de ensayo automatizado que comprende al menos un cargador de muestras, un selladory un sistema de obtención de imágenes; las figuras 2A-2G son diagramas esquemáticos que muestran ejemplos no limitativos de configuraciones de consumibles de ensayo;

las figuras 2H-2K son diagramas esquemáticos que muestran ejemplos no limitativos de configuraciones de consumibles de ensayo que comprenden canales y/o fosos que rodean los sitios de ensayo;

la figura 3A es un diagrama de bloques que muestra los componentes de un sistema de ensayo automatizado de la invención, que comprende al menos un cargador de muestras, un sellador y un sistema de obtención de imágenes; la figura 3B es un diagrama esquemático que muestra una realización del sistema de ensayo automatizado que usa un consumible de ensayo en forma de disco;

la figura 3C es un diagrama esquemático que muestra otra realización del sistema de ensayo automatizado que usa un consumible de ensayo en forma de disco;

la figura 3D es un diagrama esquemático que muestra los componentes del cargador de muestras y de perlas para la realización ilustrada en la figura 3C con mayor detalle;

la figura 3E es un diagrama esquemático que muestra los componentes del limpiador de perlas de la realización ilustrada en la figura 3C con mayor detalle;

la figura 3F es un diagrama esquemático que muestra los componentes del sellador de la realización ilustrada en la figura 3C con mayor detalle;

la figura 3G es un diagrama esquemático que muestra los componentes del sistema de obtención de imágenes de la realización ilustrada en la figura 3C con mayor detalle;

las figuras 4A-4E son diagramas esquemáticos que muestran un ejemplo que no forma parte de la invención de un sistema de ensayo automatizado que usa una disposición de transportador de consumibles de ensayo lineal (figura 4A) y vistas más detalladas de los subcomponentes del mismo (figuras 4B-4E);

las figuras 5A-5F son diagramas esquemáticos que ilustran manipuladores de consumibles de ensayo a modo de ejemplo, según algunas realizaciones;

la figura 6A es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo que no forma parte de la invención de un sistema de ensayo que emplea una corredera para mover un consumible de ensayo;

la figura 6B es un diagrama esquemático que muestra porciones del sistema de la figura 6A con el consumible de ensayo colocado para la carga de la muestra;

la figura 6C es un diagrama esquemático que muestra porciones del sistema de la figura 6A con el consumible de ensayo colocado para el sellado;

la figura 6D es un diagrama esquemático que muestra porciones del sistema de la figura 6A con el consumible de ensayo colocado para la obtención de imágenes;

las figuras 7A-7C son diagramas esquemáticos que muestran un ejemplo no limitativo de un sistema que comprende al menos un manipulador de consumibles de ensayo, un cargador de perlas y un sistema de obtención de imágenes; las figuras 8A-8G son una ilustración esquemática que muestra diversas fases de un método y sistema para aplicar un componente de sellado que comprende un fluido;

las figuras 9A-9C son diagramas esquemáticos que muestran configuraciones a modo de ejemplo que pueden usarse para proporcionar movimiento relativo entre un imán y un manipulador de consumibles de ensayo y/o un consumible de ensayo;

las figuras 10A-10B son diagramas esquemáticos que muestran un ejemplo no limitativo de un sistema que comprende un sistema de obtención de imágenes, un limpiador y un componente de sellado;

la figura 11 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo no limitativo de un limpiador que comprende al menos un imán;

las figuras 12A-12E son diagramas que ilustran el campo magnético y las fuerzas aplicadas por un ejemplo no limitativo de un limpiador que comprende más de un imán;

las figuras 13A-13B son diagramas esquemáticos que muestran un ejemplo no limitativo de un sellador que comprende un accionador;

las figuras 14A-14D son diagramas esquemáticos que muestran una realización a modo de ejemplo de un sellador de la presente invención en diversas fases de sellado de un consumible de ensayo;

las figuras 15A-15B son diagramas esquemáticos que muestran un ejemplo no limitativo de un sistema de obtención de imágenes;

las figuras 16A-16F son diagramas esquemáticos que muestran enfoques a modo de ejemplo que pueden usarse para sellar y obtener imágenes de un consumible de ensayo de manera sustancialmente simultánea;

las figuras 17A-17N son diagramas esquemáticos que muestran ejemplos no limitativos de configuraciones de consumibles de ensayo;

la figura 18 es un diagrama esquemático de un sistema para determinar la presencia o ausencia de una burbuja de aire en un canal de fluido de un consumible de ensayo;

la figura 19A es una imagen fotográfica de una matriz que comprende una pluralidad de perlas en recipientes de reacción en consumibles de ensayo sellados usando un componente de sellado de PDMS que comprende un dispositivo de sellado por rodillo, según un ejemplo de la divulgación;

la figura 19B es una imagen fotográfica de una matriz que comprende una pluralidad de perlas en recipientes de reacción en consumibles de ensayo sellados usando un componente de sellado de PDMS usando presión, según un ejemplo de la divulgación;

las figuras 19C y 19D muestran la medición cuantitativa de la cinética de una sola enzima de sitios de ensayo individuales de las figuras 19A y 19B, respectivamente;

las figuras 20A y 20B son imágenes fotográficas de una matriz que comprende una pluralidad de perlas en recipientes de reacción sellados con un componente de sellado líquido en un canal abierto;

las figuras 21A-21C son imágenes fotográficas de una matriz que comprende una pluralidad de perlas en recipientes de reacción sellados con un componente de sellado líquido en un canal cerrado;

la figura 21D muestra una imagen fotográfica de fluorescencia de la matriz en la figura 21C; y

la figura 21E muestra una curva de calibración para un ensayo que usa un fluido de sellado.

Otros aspectos, realizaciones y características de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se considere junto con los dibujos adjuntos. Las figuras adjuntas son esquemáticas y no pretenden dibujarse a escala. Con propósitos de claridad, no todos los componentes están marcados en cada figura, ni se muestran todos los componentes de cada realización de la invención donde la ilustración no es necesaria para permitir que los expertos en la técnica entiendan la invención.

Descripción detallada

En el presente documento se describen sistemas, aparatos y métodos para realizar la manipulación de fluidos y muestras. En determinados ejemplos de la divulgación, los sistemas, aparatos y métodos están configurados para su uso en ensayos relacionados con la detección y/o la cuantificación de moléculas o partículas de analito en una muestra de fluido. En algunos casos, los sistemas, métodos y aparatos están automatizados.

Los sistemas, aparatos y métodos pueden incluir al menos una porción de los mismos configurada para usarse para analizar un fluido de muestra que comprende una pluralidad de moléculas y partículas de analito. Los sistemas, aparatos y métodos, en algunas realizaciones, están dirigidos a determinar la concentración de moléculas o partículas de analito en el fluido de muestra. Diversos aspectos o porciones del aparato y los sistemas pueden incluir uno o más de al menos un controlador, un cargador de muestras, un sellador, un sistema de obtención de imágenes y/o un sistema de control informático asociado con el sistema de obtención de imágenes. Además, el aparato y los sistemas pueden comprender adicionalmente un manipulador de consumibles de ensayo, un cargador de reactivos, un dispositivo de enjuague, un limpiador, un cargador de perlas y/u otros componentes, cuyos ejemplos se describen en el presente documento. En algunas realizaciones, los aparatos y sistemas automatizados pueden permitir una entrada rápida y/o precisa de muestras y/o pueden reducir errores o variaciones debidos a errores humanos y/o a la manipulación de una muestra de ensayo, en comparación con sistemas no automatizados.

En algunos ejemplos de la divulgación, un método de ensayo realizado por un aparato o sistema descrito en el presente documento puede comprender al menos las siguientes etapas. En primer lugar, se proporciona un fluido de muestra que comprende una pluralidad de moléculas o partículas de analito (es decir, moléculas y/o partículas cuya cantidad y/o presencia va a determinarse). El fluido de muestra se expone a una pluralidad de perlas, en el que al menos una porción de las moléculas (o partículas) de analito en el fluido de muestra se asocia con una perla. En algunos casos, la razón de perlas con respecto a moléculas de analito es tal que, estadísticamente, ninguna o una molécula de analito se asocia con una perla, tal como se describe en el presente documento. En algunos casos, la razón de perlas con respecto a moléculas de analito es tal que, estadísticamente, múltiples moléculas de analito se asocian con una perla, tal como se describe en el presente documento. A continuación, las perlas se cargan en un consumible de ensayo (por ejemplo, asociado con un manipulador de consumibles de ensayo). El consumible de ensayo comprende una superficie que tiene una pluralidad de sitios de ensayo. En algunos casos, las perlas son magnéticas o pueden inducirse a ser magnéticas (por ejemplo, paramagnéticas). En algunos casos, ninguna o una perla puede estar contenida en sitios de ensayo individuales. En determinados casos, esencialmente todos los sitios de ensayo contendrán una(s) perla(s), mientras que en otros casos, sólo una porción de los sitios de ensayo se cargarán con perlas. En algunas realizaciones en las que no se usan perlas y en su lugar las moléculas y/o partículas de analito se cargan directamente en/sobre los sitios de ensayo, ninguna o una molécula de analito puede colocarse en cada sitio de ensayo. Los sitios de ensayo pueden exponerse a uno o más fluidos de reactivo (por ejemplo, para proporcionar un agente de detección precursor que se convierte en un agente de detección después de la exposición a una molécula de analito y permite la detección de una molécula de analito, tal como se describe adicionalmente a continuación). En algunos casos, los sitios de ensayo se sellan (por ejemplo, usando un componente de sellado y un aparato sellador) de manera que el contenido de cada sitio de ensayo está aislado fluídicamente con respecto a otro sitio de ensayo. Al menos una porción de los sitios de ensayo puede explorarse o analizarse (por ejemplo, usando un sistema de obtención de imágenes) para determinar el número de sitios de ensayo (o perlas) que contienen al menos una molécula o partícula de analito. El sistema de obtención de imágenes, y en determinadas realizaciones también otros componentes del sistema, pueden estar asociados con un sistema de control informático que es capaz de adquirir y/o analizar las imágenes obtenidas por el sistema de obtención de imágenes. Puede determinarse una medida de la concentración de moléculas de analito basándose al menos en parte en las imágenes obtenidas.

Un ejemplo no limitativo de un sistema para realizar un ensayo se muestra en forma de esquema en la figura 1. En la figura 1, el sistema 1 comprende al menos un controlador 2 configurado para controlar y hacer funcionar el manipulador 6 de consumibles de ensayo, el cargador 4 de muestras, el sellador 8 y/o el sistema 10 de obtención de imágenes. El manipulador 6 de consumibles de ensayo está configurado para acoplarse operativamente a un consumible de ensayo (no mostrado; por ejemplo, que comprende una pluralidad de sitios de ensayo). El cargador 4 de muestras está configurado para cargar una muestra de ensayo (por ejemplo, que comprende una pluralidad de moléculas y/o partículas de analito) en sitios de ensayo de un consumible de ensayo (por ejemplo, asociado con el manipulador 6 de consumibles de ensayo). El sellador 8 está construido y colocado para aplicar un componente de sellado a la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. El sistema 10 de obtención de imágenes está configurado para adquirir al menos una imagen de al menos una porción de los sitios de ensayo del consumible de ensayo. El sistema 12 de control implementado por ordenador está asociado con al menos el sistema 10 de obtención de imágenes y está configurado para hacer funcionar automáticamente el sistema de obtención de imágenes y recibir información del sistema de obtención de imágenes. El aparato 1 puede comprender opcionalmente componentes adicionales que incluyen, pero no se limitan a, un cargador 14 de perlas separado de o asociado con el cargador 4 de muestras, un dispositivo 13 de enjuague configurado para enjuagar la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo, un cargador 15 de reactivos configurado para cargar un reactivo en los sitios de ensayo del consumible de ensayo, y un limpiador 16 configurado para retirar el exceso de perlas de la superficie de un sustrato de ensayo. Cada uno del manipulador de consumibles de ensayo, el cargador de muestras, el sellador, el cargador de perlas, el dispositivo de enjuague, el cargador de reactivos y/o el sistema de obtención de imágenes puede estar asociado con el mismo controlador o con diferentes controladores (por ejemplo, controlador 2) configurados para hacer funcionar el componente tal como se describe en el presente documento. El controlador puede configurarse de manera que las diversas fases de los métodos de ensayo se realicen automáticamente. En determinadas realizaciones, uno o más de los componentes o sus funciones que se muestran separados en la figura 1 puede integrarse en un solo componente. Por ejemplo, en determinados casos, dos o más de las funciones del dispositivo 13 de enjuague, el cargador 15 de reactivos y el limpiador 16 pueden combinarse en un solo componente del sistema. Como otro ejemplo, en determinadas realizaciones, un solo sistema de control implementado por ordenador (por ejemplo, el sistema 12 de control implementado por ordenador) puede realizartanto la operación del sistema de obtención de imágenes como las funciones del controlador 2 tal como se describió anteriormente. Por tanto, la referencia en el presente documento a uno cualquiera de los componentes no impide que tal componente realice otras funciones del sistema a menos que se indique específicamente. De manera similar, la referencia a un sistema que comprende una serie de componentes enumerados por separado no requiere que los componentes sean elementos estructurales físicamente distintos a menos que se ilustre o describa específicamente como tal (por ejemplo, múltiples componentes pueden compartir los mismos elementos estructurales o tener elementos estructurales en común pero configurarse para funcionar como múltiples componentes del sistema general).

En determinadas realizaciones, el sistema 1 comprende sólo un único manipulador de consumibles de ensayo. Cabe señalar que puede estar presente más de una cámara separada espacialmente en un consumible de ensayo, en el que cada cámara separada espacialmente comprende una pluralidad de sitios de ensayo y cada cámara separada espacialmente puede usarse para analizar una sola muestra de ensayo, tal como se describe a continuación (por ejemplo, véanse las figuras 2B y 2C).

Los componentes del sistema 1 pueden colocarse de cualquier forma y orden adecuados, y puede haber múltiples copias de algunos componentes del aparato. Por ejemplo, un dispositivo de enjuague puede estar presente en secuencia después de un cargador de muestras (por ejemplo, de manera que el consumible de ensayo pueda enjuagarse después de la aplicación de un fluido de muestra a un consumible de ensayo) y otro dispositivo de enjuague puede colocarse para funcionar en el consumible de ensayo después de un cargador de reactivos (por ejemplo, de manera que el consumible de ensayo pueda enjuagarse después de la aplicación de un fluido de reactivo a un consumible de ensayo). En algunos casos, el mismo dispositivo usado como cargador de muestras también puede funcionar como dispositivo de enjuague, cargador de reactivos, etc.

En algunas realizaciones, el sistema 1 puede configurarse de manera que el consumible de ensayo pueda moverse en relación con determinados componentes del sistema (por ejemplo, el cargador de muestras, el sellador, el sistema de obtención de imágenes). Como primer ejemplo, el manipulador de consumibles de ensayo puede estar asociado con un manipulador de consumibles de ensayo que comprende o forma parte de un nivel, en el que el nivel y/o el manipulador de consumibles de ensayo están configurados para mover el consumible de ensayo en relación con otros componentes del sistema. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 3A, el manipulador 20 de consumibles está asociado con el nivel 22. El nivel 22 está asociado y configurado para controlarse mediante el controlador 24 de nivel, de manera que el nivel 22 (y, por tanto, el manipulador 20 de consumibles) puede moverse con respecto al cargador 26 de muestras, el sellador 28 y el sistema 30 de obtención de imágenes. Es decir, el cargador 26 de muestras, el sellador 28 y el sistema 30 de obtención de imágenes están colocados en una posición fija y el manipulador 20 de consumibles se mueve hacia/desde cada uno del cargador 26 de muestras, el sellador 28 y el sistema 30 de obtención de imágenes. En esta realización, cada uno del cargador 26 de muestras 26, el sellador 28 y el sistema 30 de obtención de imágenes está asociado con un controlador y/o sistema 32 de control implementado por ordenador.

Como segundo ejemplo, tal como se muestra en la figura 3B, el consumible 38 de ensayo tiene la forma de un disco que comprende una pluralidad de cámaras 39 separadas espacialmente, en el que cada una de las cámaras separadas espacialmente contiene una superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. El consumible 38 de ensayo puede estar asociado con un manipulador de consumibles de ensayo (por ejemplo, un plato giratorio, no mostrado) configurado para hacer girar el consumible 38 de ensayo alrededor del centro 41 del consumible de ensayo. Situados alrededor del disco están el cargador 40 de muestras, el dispositivo 42 de enjuague, el sellador 44 y el sistema 46 de obtención de imágenes. Cada uno del cargador 40 de muestras, el sellador 44 y el sistema 46 de obtención de imágenes puede estar asociado y/o configurado para funcionar mediante un controlador y/o un sistema de control implementado por ordenador (no mostrados). Cabe señalar que el sistema puede comprender componentes adicionales (por ejemplo, un cargador de reactivos, un segundo dispositivo de enjuague, un cargador de perlas, etc.).

Las figuras 3C-3F muestran una vista más detallada de un sistema a modo de ejemplo similar al descrito en la figura 3B, que muestra el sistema en diversas fases de funcionamiento. En la figura 3c , se muestran el cargador 300 de muestras, el dispositivo 312 de enjuague, el sellador 320 y el sistema 330 de obtención de imágenes. Cada uno del cargador de muestras y el sellador comprende un brazo que es capaz de moverse entre una primera posición y una segunda posición, en el que la primera posición comprende un depósito de fluido (por ejemplo, un depósito de fluido de muestra, un depósito de fluido de sellado) en el que se proporciona un fluido que va a aplicarse al consumible de ensayo. La posición dos es la ubicación sobre o en proximidad de acoplamiento a las cámaras 39 separadas espacialmente en el consumible de ensayo. El consumible 298 de ensayo está configurado para hacerse girar alrededor del centro 299 (por ejemplo, mediante la asociación del consumible de ensayo con un manipulador de consumibles de ensayo (no mostrado)), tal como indica la flecha 305. Debe entenderse que cualquiera de los componentes de este sistema (por ejemplo, cargador de muestras, dispositivo de enjuague, sellador, etc.) puede estar asociado con un controlador (no mostrado) configurado para controlar el funcionamiento del componente. El/los controlador(es) de los componentes puede(n) configurarse de manera que el aparato funcione automáticamente.

En la figura 3D, se muestra una vista ampliada del cargador 300 de muestras. En esta figura particular, el cargador 300 de muestras que comprende un brazo 302 de cargador de muestras (por ejemplo, asociado con una punta de pipeta desechable) se usa para aspirar el fluido de muestra del depósito 304 de fluido de muestra. El brazo 302 de cargador de muestras se mueve alrededor de la línea 306 de manera que puede recoger un fluido del depósito 304 de fluido de muestra y luego dispensar el fluido de muestra en la cámara 301 separada espacialmente (por ejemplo, que comprende una pluralidad de sitios de ensayo) presente en la superficie del consumible de ensayo. En realizaciones en las que el fluido de muestra contiene perlas magnéticas, el sistema puede comprender además un cargador 308 de perlas. Por ejemplo, la figura 3D muestra un cargador 308 de perlas magnéticas colocado debajo del punto del consumible de ensayo en el que se proporciona el fluido de muestra al consumible de ensayo (véase el recuadro). En realizaciones en las que el brazo de cargador de muestras está asociado con una punta de pipeta desechable (por ejemplo, 303, tal como se muestra en el recuadro), la punta de pipeta puede desecharse después de cada carga de muestra. Si no se usa una punta desechable, la porción del brazo de cargador de muestras que estuvo en contacto con el fluido de muestra puede enjuagarse de manera que no se produzca contaminación cruzada de las muestras (por ejemplo, proporcionando un fluido de enjuague). Después de la carga del fluido de muestra en/sobre el consumible de ensayo, el disco de consumibles de ensayo puede girar al menos una posición, por ejemplo, de manera que una segunda cámara separada espacialmente (por ejemplo, 307) que comprende una pluralidad de sitios de ensayo se coloca en la estación de carga de muestras.

La figura 3E muestra una vista ampliada del dispositivo 312 de enjuague, que es el siguiente componente en el que se coloca la cámara 301. En esta figura, el dispositivo 312 de enjuague que comprende el brazo 314 de dispositivo de enjuague está colocado sobre la cámara 301 separada espacialmente del consumible de ensayo. El dispositivo de enjuague es capaz de proporcionar fluido a la cámara 301 separada espacialmente del consumible 298 de ensayo. En algunos casos, el brazo 314 de dispositivo de enjuague puede estar asociado directamente con una bomba de fluido (no mostrada) que proporciona fluido al brazo de dispositivo de enjuague. En otros casos, el brazo de dispositivo de enjuague puede funcionar de manera similar al brazo de cargador de muestras descrito en la figura 3D (por ejemplo, en el que el sistema comprende un depósito de fluido de dispositivo de enjuague (no mostrado)). Después de enjuagar la cámara 301 separada espacialmente del consumible de ensayo, el disco de consumibles de ensayo gira al menos una posición, por ejemplo, de manera que la segunda cámara 307 separada espacialmente se coloca en la estación de enjuague.

La figura 3F muestra una vista ampliada del sellador 320, que es el siguiente componente en el que se coloca la cámara 301. En esta realización a modo de ejemplo, el sellador está configurado para aplicar un componente de sellado que comprende un fluido de sellado a los sitios de ensayo, y el sellador comprende un inyector de fluido (por ejemplo, una pipeta 326) configurado para aplicar fluido de sellado a la pluralidad de sitios de ensayo en la cámara 301 separada espacialmente. El sellador en este aparato está configurado para funcionar de manera similar al cargador de muestras mostrado en la figura 3D, en el que el brazo del sellador 322 se mueve desde una primera posición que comprende el depósito 324 de fluido de sellado a lo largo de la línea 328 hasta la cámara 301 separada espacialmente. Debe entenderse que otras variaciones de selladores y componentes de sellador (por ejemplo, tal como se describe en el presente documento) pueden sustituir al sellador 320 (por ejemplo, un sellador que utiliza un rodillo y una película de sellado). En algunos casos, antes de sellar el sitio de ensayo en la cámara 301 separada espacialmente, el aparato puede introducir un reactivo en la cámara separada espacialmente a través de una estación de carga de reactivos (no mostrada). En algunas otras realizaciones, el sistema puede comprender además un segundo dispositivo de enjuague (por ejemplo, para enjuagar el exceso de reactivo de la cámara separada espacialmente) y/o un limpiador (por ejemplo, para retirar cualquier perla presente en la superficie del consumible de ensayo pero no colocada en recipientes de reacción en la superficie). Por ejemplo, en algunos casos, pueden colocarse un limpiador, un segundo dispositivo de enjuague y/o un cargador de perlas entre el dispositivo 312 de enjuague y el sellador 320. Después de el sellado de la cámara 301 separada espacialmente con fluido de sellado, el disco de consumibles de ensayo gira al menos una posición, por ejemplo, de manera que la segunda cámara 307 separada espacialmente se coloque en el sellador.

La figura 3G muestra una vista ampliada del sistema de obtención de imágenes. Después del sellado, el disco se gira de manera que la cámara 301 separada espacialmente se alinea con el sistema de obtención de imágenes de manera que pueden obtenerse imágenes de los sitios de ensayo de la cámara 301 separada espacialmente. El sistema 330 de obtención de imágenes puede ser estacionario (por ejemplo, colocado debajo del disco) o puede ser móvil (por ejemplo, de manera que se mueva a la posición para la obtención de imágenes). El sistema de obtención de imágenes puede estar asociado con un sistema de control implementado por ordenador (no mostrado). Después de la obtención de imágenes de la cámara 301 separada espacialmente, el disco de consumibles de ensayo puede girar una posición de manera que la segunda cámara 307 separada espacialmente se coloque en el sistema de obtención de imágenes y puedan obtenerse imágenes. De manera similar, el disco puede continuar girando hasta que todas las cámaras sean procesadas por cada una de las estaciones de componentes del sistema. Además, después de obtener imágenes de las cámaras separadas espacialmente, los sitios de ensayo pueden enjuagarse (por ejemplo, usando un dispositivo de enjuague) y reutilizarse, o el disco puede desecharse después del uso del disco (por ejemplo, un disco de consumibles de ensayo desechable o reciclable).

Debe entenderse que para el sistema descrito en las figuras 3B-3G, cada una de las estaciones (por ejemplo, estación de carga de muestras, estación de enjuague, estación de sellado, estación de obtención de imágenes) puede funcionar simultáneamente, o de manera sustancialmente simultánea, realizando así funciones en diferentes cámaras separadas espacialmente, aproximadamente al mismo tiempo. Por ejemplo, en la figura 3C, un cargador de muestras puede estar aplicando un fluido de muestra a la cámara 301 separada espacialmente en el disco 298 de consumibles de ensayo, mientras que el dispositivo de enjuague está enjuagando la cámara 307 separada espacialmente en el disco 298 de consumibles de ensayo, mientras que el sellador está aplicando un fluido de sellado a la cámara 313 separada espacialmente en el disco 298 de consumibles de ensayo, y/o mientras el sistema de obtención de imágenes está obteniendo una imagen de la cámara 319 separada espacialmente en el disco 298 de consumibles de ensayo. El tiempo de rotación puede ajustarse de manera que se obtengan resultados y calidad de imagen buenos (por ejemplo, ajuste de tiempo de desarrollo ideal de un sustrato de ensayo entre el sellado y la obtención de imágenes).

En un ejemplo que no forma parte de la invención, en algunos casos, un sistema puede comprender un manipulador de consumibles de ensayo que está configurado para acoplarse operativamente a una pluralidad de consumibles de ensayo. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4A, se muestran numerosos consumibles 60 de ensayo, cada uno asociado con un manipulador de consumibles de ensayo que comprende una cinta 69 transportadora. El manipulador de consumibles de ensayo puede configurarse para mover cada consumible de ensayo en, por ejemplo, un conjunto de tipo cinta transportadora de manera que cada consumible de ensayo se mueva secuencialmente a través de una pluralidad de estaciones. Por ejemplo, en la figura 4A, el manipulador de consumibles de ensayo comprende una cinta 69 transportadora configurada para mover los consumibles 60 de ensayo desde el cargador 62 de muestras hasta el dispositivo de enjuague 63, hasta el sellador 66 y luego hasta el sistema 68 de obtención de imágenes. En algunos casos, se proporciona una pila de consumibles 61 de ensayo cerca de la cinta transportadora. Los consumibles de ensayo de la pila pueden colocarse en la cinta transportadora según sea necesario o controlarse mediante un mecanismo configurado para cargar los consumibles de ensayo según sea necesario, por ejemplo, véanse las figuras 5E y 5F, tal como se describe en el presente documento. En el presente documento se describen aspectos adicionales de este sistema.

Aún otro ejemplo que no forma parte de la invención de un aparato se muestra en las figuras 6A-6D. La figura 6A muestra un sistema que comprende el cargador 80 de muestras, el sellador 82, el manipulador 78 de consumibles de ensayo, el sistema 86 de obtención de imágenes y el sistema 88 de control implementado por ordenador. El sistema comprende al menos un controlador, por ejemplo, el controlador 92, configurado para controlar el funcionamiento del cargador 80 de muestras y/o el sellador 82. El controlador también puede configurarse para controlar el movimiento del manipulador 78 de consumibles de ensayo entre los diversos componentes (por ejemplo, cargador de muestras, sellador, sistema de obtención de imágenes, etc.). En esta realización, el controlador está configurado para controlar el movimiento del manipulador 78 de consumibles de ensayo en la corredera 90 entre los diversos componentes del sistema. El sistema 86 de obtención de imágenes está asociado con el sistema 88 de control implementado por ordenador (que en algunas realizaciones puede ser el mismo que el controlador 92, o combinarse con el mismo). El cargador 80 de muestras puede estar asociado con un depósito de muestra y/o un sistema de bombeo (no mostrado) y soportado por y conectado al nivel 84 mediante un medio de soporte apropiado (no mostrado). La figura 6B muestra el sistema en funcionamiento con el consumible 79 de ensayo en una posición de carga de muestra. La figura 6C muestra el sistema en funcionamiento con el consumible de ensayo en una posición de sellado. En este sistema, el sellador comprende un rodillo, tal como se describe con más detalle en el presente documento, y el sellador se coloca en posición para aplicar un componente de sellado en forma de, por ejemplo, una membrana elástica o un adhesivo sensible a la presión (no mostrado) al consumible de ensayo (por ejemplo, a lo largo de la dirección mostrada por la flecha 91). La figura 6D muestra el sistema en funcionamiento con el consumible de ensayo en una posición de obtención de imágenes.

En algunas realizaciones, los sistemas de la invención pueden configurarse de manera que el/los consumible(s) de ensayo se mantenga(n) sustancialmente estacionario(s) y los componentes/estaciones del aparato (por ejemplo, el cargador de muestras, el sellador, el sistema de obtención de imágenes) se muevan en relación con el consumible de ensayo. Por ejemplo, un aparato similar al descrito en las figuras 3B-3G se muestra en las figuras 7A-7C. El sistema de la figura 7A incluye una estación 340 de carga de fluido que comprende un brazo 354 que es capaz y/o está configurado para moverse a lo largo de la trayectoria 358. El brazo 354 está configurado para acceder al depósito 342 de fluido de muestra (por ejemplo, que comprende un fluido de muestra), al depósito 344 de fluido de reactivo (por ejemplo, que comprende un fluido de reactivo), al depósito 346 de fluido de sellado (por ejemplo, que comprende un fluido de sellado) y al depósito 360 de fluido de enjuague (por ejemplo, que comprende un fluido de enjuague). En este ejemplo, el sistema comprende una punta 341 de pipeta (por ejemplo, véase la figura 7B) que está configurada para acceder a cada uno de los depósitos y al consumible 350 de ensayo. El sistema también puede incluir un depósito 362 de desecho, también colocado a lo largo de la trayectoria 358, configurado para recibir el exceso de fluidos para su retirada (por ejemplo, fluido de enjuague usado para enjuagar la pipeta entre el acceso a los diferentes depósitos). El sistema representado también incluye un manipulador 351 de consumibles de ensayo asociado con el consumible 350 de ensayo, un sistema 348 de obtención de imágenes colocado adyacente al consumible 350 de ensayo/manipulador 351 de consumibles de ensayo y un cargador 352 de perlas que comprende un imán que puede moverse desde una posición debajo y adyacente a la superficie inferior del consumible de ensayo opuesta a la superficie superior que comprende una pluralidad de recipientes de reacción (por ejemplo, en una posición entre el consumible de ensayo y el sistema de obtención de imágenes) hasta una segunda posición en la que el imán no está entre el consumible de ensayo y el sistema de obtención de imágenes (por ejemplo, para permitir la obtención de imágenes de los sitios de ensayo, tal como se ilustra). Por tanto, el sistema incluye componentes que forman colectivamente un cargador de muestras (es decir, estación 340 de carga de fluido, brazo 354, depósito 342 de fluido de muestra), un dispositivo de enjuague (es decir, estación 340 de carga de fluido, brazo 354, depósito 360 de fluido de enjuague), un cargador de reactivos (es decir, estación 340 de carga de fluido, brazo 354, depósito 344 de fluido de reactivo), un sellador (es decir, estación 340 de carga de fluido, brazo 354, depósito 346 de fluido de sellado), un cargador 352 de perlas y un sistema 348 de obtención de imágenes. En esta figura, el cargador de perlas (por ejemplo, para su uso en realizaciones en las que el fluido de muestra incluye perlas magnéticas) comprende un imán 353 colocado en un nivel móvil capaz de moverse desde una primera posición debajo del consumible de ensayo (por ejemplo, tal como se muestra en la figura 7B) hasta una segunda posición en la que el imán no está situado debajo del consumible de ensayo (por ejemplo, tal como se muestra en la figura 7C). En la figura 7C, debido a la retracción del cargador 352 de perlas que comprende el imán 353, la trayectoria óptica del sistema de obtención de imágenes (por ejemplo, tal como se indica por el área 361) para obtener imágenes de los sitios de ensayo del consumible 350 de ensayo no está obstruida.

Las figuras 8A-8G representan otra realización de una disposición de un sistema de la invención en el que el componente de sellado es un fluido de sellado y los sitios de ensayo están contenidos en un canal cerrado del consumible de ensayo. Sin embargo, debe entenderse que la totalidad o al menos una porción del aparato representado en las figuras 8A-8G puede usarse con un consumible de ensayo en el que los sitios de ensayo no están contenidos en un canal, sino que están contenidos en una superficie que no está colocada en un canal cerrado o está colocada en un canal abierto. La figura 8A muestra el consumible 348 de ensayo que comprende una pluralidad de sitios 358 de ensayo. El consumible de ensayo puede estar acoplado o asociado de otro modo con un manipulador de consumibles de ensayo (no mostrado). Los sitios 358 de ensayo están contenidos en el microcanal 350. El fluido 352 de muestra se aplica a los sitios de ensayo (por ejemplo, a través de una entrada del microcanal (no mostrada)). El fluido 352 de muestra en esta realización comprende una pluralidad de perlas 354, que en esta realización son magnéticas. También se proporciona un cargador 360 de perlas que comprende un imán (o un generador de campo magnético), en el que el imán ayuda a colocar las perlas en/sobre los sitios de ensayo (por ejemplo, recipientes de reacción tal como se ilustra). En la figura 8B, se proporciona un flujo bidireccional en el canal de fluido 352 de muestra tal como se indica por la flecha 361. El término “flujo bidireccional” se refiere a un flujo tal que la dirección del flujo en el canal cambia de dirección (por ejemplo, aplicando presiones negativas y positivas pulsantes a la entrada y/o salida del canal). El componente capaz de proporcionar un flujo bidireccional es una porción del cargador de perlas, en el que el flujo bidireccional provoca movimiento relativo entre las perlas y el manipulador de consumibles de ensayo y, por tanto, entre las perlas y los sitios de ensayo/consumibles de ensayo. Después de la aplicación del flujo bidireccional durante un periodo de tiempo adecuado, la porción 362 de perlas no está sustancialmente contenida en un sitio de ensayo y la porción 364 de perlas está sustancialmente contenida en los sitios de ensayo. La figura 8C muestra la adición de un fluido 368 de reactivo al canal (por ejemplo, usando un inyector de fluido en la entrada del canal (no mostrado)). El flujo se proporciona en una sola dirección, tal como se muestra por la flecha 366. La figura 8D muestra el sistema en un periodo de tiempo ligeramente posterior en el que el fluido 368 de reactivo ha reemplazado sustancialmente al fluido 348 de muestra de la figura 8B en el canal. La figura 8E muestra una configuración similar a la de la figura 8C, pero en esta realización, el fluido 368 de reactivo está siendo reemplazado por el fluido 370 de sellado. La figura 8F muestra el sistema en un momento posterior en el que el fluido 370 de sellado ha reemplazado sustancialmente al fluido 368 de reactivo en el canal. Generalmente, el fluido 370 de sellado debe ser sustancialmente inmiscible con el fluido 368 de reactivo y/o el fluido 352 de muestra al menos durante el transcurso del tiempo requerido para realizar el ensayo. En algunos casos, el fluido 370 de sellado también puede funcionar como limpiador y ayudar a retirar o retirar sustancialmente las perlas 372 que no están sustancialmente contenidas en un sitio de ensayo, tal como se muestra en la figura 8E. El imán 360 en las figuras 8E y 8F puede retirarse opcionalmente. Luego pueden obtenerse imágenes de al menos una porción de los sitios de ensayo sellados del consumible de ensayo de la figura 8F, tal como se muestra en la figura 8G. Los sitios de ensayo que contienen una molécula o partícula de analito pueden proporcionar una señal diferente (por ejemplo, sitios 374 de ensayo) en comparación con los sitios de ensayo que no contienen ninguna molécula o partícula de analito (por ejemplo, sitios 376 de ensayo). En el ejemplo 3 se proporciona un ejemplo de un sistema que usa un aparato tal como se describe en las figuras 8A-8F.

El sistema y los componentes del sistema (por ejemplo, consumible de ensayo, manipulador de consumibles de ensayo, cargador de muestras, dispositivo de enjuague, sellador, cargador de perlas, sistema de obtención de imágenes, etc.) a modo de ejemplo anteriores pueden tener una variedad de formas y/o formatos diferentes en diferentes realizaciones de la invención, varios ejemplos de los cuales se describen en el presente documento. Por ejemplo, tal como se mencionó y comentó anteriormente, en determinadas realizaciones, un solo elemento estructural o elementos asociados pueden realizar múltiples funciones y constituir más de uno de los componentes del sistema mencionados anteriormente. Pueden utilizarse componentes adicionales como sustituto de y/o en combinación con los sistemas a modo de ejemplo descritos en el presente documento dentro del alcance de la invención.

Manipuladores de consumibles de ensayo

Un manipulador de consumibles de ensayo es un componente que está configurado para acoplarse operativamente a un consumible de ensayo y/o para soportar y facilitar la manipulación y/o ubicación del consumible de ensayo por o en el sistema. El manipulador de consumibles de ensayo puede ser estacionario o puede ser móvil, o al menos partes del mismo pueden ser móviles. Por ejemplo, el manipulador de consumibles de ensayo puede estar asociado operativamente con o comprender un nivel, en el que el nivel es móvil. El nivel puede estar asociado con un controlador configurado para mover automáticamente el nivel y/o el manipulador de consumibles de ensayo. Un manipulador de consumibles de ensayo puede dimensionarse y/o conformarse para que coincida con el consumible de ensayo en determinadas realizaciones. Por ejemplo, un manipulador de consumibles de ensayo puede comprender un área hundida en la que puede situarse y asegurarse el consumible de ensayo. Alternativamente, el manipulador de consumibles de ensayo puede comprender una superficie sustancialmente plana sobre la que se coloca el consumible de ensayo. En algunos casos, el manipulador de consumibles de ensayo comprende una pluralidad de elementos de fijación (por ejemplo, broches, clips, abrazaderas, abrazaderas de anillo, etc.) que ayudan a sujetar el consumible de ensayo al manipulador de consumibles de ensayo, de manera que haya poco o ningún movimiento entre el consumible y el manipulador de consumibles durante al menos determinados periodos de funcionamiento del sistema. Como otro ejemplo, el manipulador de consumibles de ensayo puede utilizar un sistema neumático o de vacío para asegurar el consumible de ensayo. En determinadas realizaciones, el manipulador de consumibles de ensayo puede comprender elementos de reconocimiento que son complementarios a los elementos de reconocimiento de un consumible de ensayo para facilitar la ubicación adecuada y/o para evitar el uso de consumibles de ensayo falsificados o mal configurados. Por ejemplo, un consumible de ensayo puede comprender una pluralidad de muescas y el manipulador de consumibles de ensayo puede comprender una pluralidad de hendiduras complementarias. Como otro ejemplo, el consumible de ensayo puede comprender un chip RFID o un lector de código de barras y puede requerirse que el consumible de ensayo comprenda un chip RFID o código de barras autorizado para permitir el acoplamiento del consumible de ensayo y el manipulador de consumibles de ensayo sin activar una condición de alarma ni provocar que el controlador apague el funcionamiento del sistema.

Se representan ejemplos no limitativos de manipuladores de consumibles de ensayo en las figuras 5A-5F. La figura 5A muestra el consumible 500 de ensayo y el manipulador 502 de consumibles de ensayo. El aparato comprende un componente capaz de mover el consumible 500 de ensayo desde una primera posición no asociada con el manipulador de consumibles de ensayo hasta una posición asociada con el manipulador de consumibles de ensayo (por ejemplo, el brazo 501). El consumible 500 de ensayo, en este ejemplo, comprende al menos una muesca o un elemento de reconocimiento (por ejemplo, muescas 508) que interactúan específicamente con una tecla o un elemento de reconocimiento (por ejemplo, teclas 506) en el manipulador 502 de consumibles de ensayo. El manipulador 502 de consumibles de ensayo también comprende una pluralidad de orificios 504 a través de los cuales puede aplicarse vacío al consumible de ensayo. Una vez que el consumible de ensayo se baja a su posición (por ejemplo, tal como se muestra en la figura 5B), en la que las muescas 508 están alineadas con las teclas 506, puede aplicarse vacío a los orificios 504, lo que hace que el consumible 500 de ensayo quede plano en una posición asegurada en el manipulador de consumibles de ensayo. Después de cargar el consumible de ensayo en el manipulador de consumibles de ensayo, el manipulador puede colocarse de manera que los diversos componentes del aparato (por ejemplo, cargador de muestras, cargador de perlas, sellador, limpiador, sistema de obtención de imágenes, etc.) estén en los lugares apropiados. El vacío puede mantenerse hasta que se haya analizado el número deseado de grupos individuales de sitios de ensayo. La figura 5C muestra un consumible de ensayo asociado con el manipulador de consumibles de ensayo a través de la abrazadera 510 de montaje central. La abrazadera 510 de montaje central asegura y mantiene plano el consumible de ensayo. La figura 5D muestra un consumible de ensayo asociado con un manipulador de consumibles de ensayo a través de la primera abrazadera 512 de anillo y la segunda abrazadera 516 de anillo. Las abrazaderas de anillo están configuradas y colocadas para sujetar el consumible de ensayo al manipulador de consumibles de ensayo sujetando con abrazaderas los bordes exteriores del consumible de ensayo.

Las figuras 5E y 5F muestran otro ejemplo de un manipulador de consumibles de ensayo que comprende un brazo 556 de agarre de manipulador, un brazo 553 transversal conectado operativamente con una porción del aparato (no mostrada), un nivel 555 de manipulador de consumibles de ensayo y accesorios 558 de consumibles de ensayo. También se muestra en la figura el sistema 560 de obtención de imágenes. En la figura 5E, el único consumible 550 de ensayo está configurado para moverse desde la pila 552 hasta el nivel 555 de consumibles de ensayo. El brazo 556 está en la posición A de manera que el brazo 556 se coloca por encima de la pila 552. Los accesorios 558 de consumibles de ensayo (por ejemplo, ventosas, clips, etc.) se bajan para agarrar el consumible 550 de ensayo. El brazo 556 de manipulador se mueve desde la posición A en la figura 5E hasta la posición B en la figura 5F a lo largo del brazo 553 transversal de manera que el consumible 550 de ensayo se coloca por encima del nivel 555 de consumibles de ensayo. La figura 5F muestra el consumible de ensayo bajado para conectar el consumible 550 de ensayo al nivel 555 de consumibles de ensayo. En esta figura, el nivel 555 de consumibles de ensayo comprende orificios 554 en comunicación de fluido con una fuente de vacío, de manera que puede aplicarse vacío a la parte inferior de consumibles 550 de ensayo para mantenerlo en posición, tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, para obtener información similar, véase también la figura 5A (orificios 504)).

En algunos casos, el manipulador de consumibles de ensayo puede comprender un conjunto de tipo cinta transportadora (por ejemplo, véase la figura 4A (69)). Los manipuladores de consumibles de ensayo adicionales se muestran en las figuras descritas a lo largo, por ejemplo, véanse la figura 5A (502), la figura 5A (502), la figura 5E (555), la figura 6B (78), etc.

Cargadores de muestras, dispositivos de enjuague y cargadores de reactivos a modo de ejemplo

Los expertos en la técnica conocen una variedad de sistemas de inyección/aplicación de líquido útiles o potencialmente útiles para su uso como cargador de muestras, dispositivo de enjuague y/o cargador de reactivos. En general, el cargador de muestras está configurado para aplicar una muestra de ensayo a, o en, un consumible de ensayo para facilitar la carga de la muestra de ensayo en los sitios de ensayo del consumible de ensayo. En algunas realizaciones, la muestra de ensayo comprende un fluido y el cargador de muestras comprende un inyector de fluido. Por ejemplo, el inyector de fluido puede comprender una pipeta, en determinadas realizaciones una pipeta automática, una impresora de inyección de tinta, un envase alveolado, conectores microfluídicos, etc. El sistema de pipeteo o inyección/aplicación de líquido también puede incluir un medio para presurizar el fluido para inyección/aplicación, por ejemplo, una bomba, y puede estar conectado en comunicación de fluido con una fuente de fluido que va a inyectarse a través de tubos, válvulas, conectores, etc., apropiados. En algunos casos, el cargador de muestras está asociado con un controlador configurado para controlar automáticamente el funcionamiento del cargador de muestras para cargar la muestra en cada área aislada fluídicamente de un consumible de ensayo.

La figura 6A ilustra un ejemplo no limitativo de un cargador de muestras que comprende una pluralidad de pipetas, en el que cada pipeta está configurada para alinearse con un grupo espacialmente separado de sitios de ensayo en un consumible de ensayo. En este ejemplo, hay múltiples pipetas presentes ya que el consumible de ensayo comprende una pluralidad de grupos espacialmente separados de sitios de ensayo, que pueden aislarse fluídicamente, por ejemplo, mediante un componente de sellado. Cada pipeta puede usarse para aplicar la misma muestra de ensayo o una diferente en determinadas realizaciones.

Sin embargo, en algunas realizaciones, el cargador de muestras puede comprender sólo un único punto de inyección (por ejemplo, una sola pipeta) para cargar sólo una única área de un consumible de ensayo. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 3B, el cargador de muestras comprende una sola pipeta. Como otro ejemplo, la figura 4B muestra una sola pipeta que se usa como cargador de muestras, en la que la pipeta de muestra puede moverse desde una posición 102 de entrada (por ejemplo, colocada sobre el vial 100 de muestra, en el que se produce la entrada de muestra) hasta una posición 104 de salida (por ejemplo, posición sobre consumible 60 de ensayo), en la que la muestra puede aplicarse al consumible de ensayo.

En algunos casos, un sistema de la invención puede incluir adicionalmente un dispositivo de enjuague y/o un cargador de reactivos, que pueden estar separados del cargador de muestras en determinados casos. Un dispositivo de enjuague puede ser un sistema de inyección de líquido configurado y colocado para enjuagar al menos una porción del consumible de ensayo, normalmente después de que se haya cargado la muestra. Por ejemplo, en algunos casos, el dispositivo de enjuague proporciona un fluido a la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de recipientes de reacción, diluyendo y/o retirando así cualquier otro fluido presente (por ejemplo, fluidos que comprenden moléculas de analito, fluidos que comprenden un reactivo, etc.). En algunos casos, el fluido también puede actuar como un limpiador para provocar la retirada de al menos una porción de las perlas presentes.

De forma similar a un cargador de muestras, un cargador de reactivos puede configurarse para cargar un reactivo que no sea la muestra en sitios de ensayo de un consumible de ensayo. El dispositivo de enjuague y/o el cargador de reactivos pueden estar asociados con un controlador configurado para hacer funcionar automáticamente el dispositivo de enjuague/cargador de reactivos. Los dispositivos de enjuague y/o los cargadores de reactivos pueden utilizar configuraciones y componentes similares tal como se describen para los cargadores de muestras. En la figura 4C se muestra un ejemplo no limitativo de un dispositivo de enjuague. La figura 4C muestra una sola pipeta, que estaría interconectada con una bomba, un sistema de aspiración, etc. (no mostrado), según sea apropiado, que se usa como dispositivo de enjuague (por ejemplo, inyectando un fluido de enjuague). Tal como se ilustra, la pipeta 64 es capaz de moverse desde una posición 111 de entrada (por ejemplo, colocada sobre el depósito 110 de fluido de enjuague, en el que se produce la entrada de fluido de enjuague) hasta una posición 112 de salida (por ejemplo, colocada sobre el consumible 60 de ensayo), en la que puede aplicarse el fluido de enjuague al consumible de ensayo. Otro ejemplo de un dispositivo 312 de enjuague se ilustra en la figura 3E.

Los dispositivos de enjuague y los cargadores de reactivos se colocan y/o se hacen funcionar en una secuencia apropiada con respecto a otros componentes del sistema para afectar a las etapas de un ensayo deseado que va a realizarse con el sistema. Por ejemplo, un sistema de ensayo de la invención puede configurarse de manera que un consumible de ensayo se exponga a los siguientes componentes en el siguiente orden (opcionalmente con otras operaciones que intervienen entre una o más de las etapas enumeradas): 1) cargador de muestras (por ejemplo, para cargar una muestra en los sitios de ensayo), 2) dispositivo de enjuague (por ejemplo, para retirar cualquier exceso de fluido de muestra de la superficie del consumible de ensayo), 3) cargador de reactivos (por ejemplo, para cargar un reactivo en los sitios de ensayo), 4) sellador, etc. Otras variaciones dependerán del ensayo/uso particular para el que se emplee el sistema, tal como entenderán los expertos en la técnica.

Cargadores de perlas y aplicadores de perlas a modo de ejemplo

En algunos ejemplos de la divulgación, un aparato de la presente invención puede comprender un cargador de perlas para facilitar la carga de perlas de ensayo en recipientes de reacción en un consumible de ensayo. Un cargador de perlas es un componente que está configurado para facilitar la inserción de perlas en sitios de ensayo individuales. En algunos casos, el cargador de perlas puede configurarse de manera que sustancialmente todos los sitios de ensayo individuales contengan ninguna o una perla después de la carga (por ejemplo, tal como se describe con más detalle a continuación). En otros casos, sin embargo, el cargador de perlas puede configurarse de manera que una fracción sustancial de los sitios de ensayo contengan más de una perla. Al igual que con otros componentes, el cargador de perlas puede estar asociado con un controlador configurado para hacer funcionar automáticamente el cargador de perlas.

En algunos casos, el cargador de perlas puede funcionar, al menos en parte, provocando movimiento relativo entre las perlas y el manipulador de consumibles de ensayo y, por tanto, en algunas realizaciones, entre las perlas y una superficie de un consumible de ensayo (por ejemplo, la superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo) asociada con el manipulador de consumibles de ensayo. En algunos casos, el manipulador de consumibles de ensayo puede configurarse para moverse (por ejemplo, en movimientos circulares, en un movimiento de vaivén), provocando de ese modo movimiento relativo entre el consumible de ensayo y un líquido que contiene las perlas o sólo las propias perlas. En algunos casos, las perlas pueden estar contenidas en un líquido en la superficie del consumible de ensayo, y el fluido en el que están contenidas las perlas puede moverse (por ejemplo, usando una bomba de fluido, una pipeta, una cuchilla rascadora, etc.) de manera que las perlas contenidas en el fluido se muevan en relación con un consumible de ensayo estacionario. En determinados casos, tanto el consumible de ensayo como las perlas/el líquido que contiene las perlas se mueven para crear el movimiento relativo.

En algunas realizaciones, tal como se describe en el presente documento, las perlas son magnéticas. En tales realizaciones, el cargador de perlas puede comprender al menos un imán u otro generador de campo magnético. El generador de campo magnético puede colocarse de manera que estén presentes los gradientes de campo magnético apropiados para atraer las perlas hacia/al interior de los sitios de ensayo. En algunos casos, el cargador de perlas comprende al menos un generador de campo magnético colocado o que puede colocarse adyacente a la superficie del manipulador de consumibles de ensayo (por ejemplo, una superficie inferior). En una realización particular, el generador de campo magnético está colocado opuesto a la superficie del consumible de ensayo en el que se forman una pluralidad de recipientes de reacción (es decir, debajo de los pocillos). Debe entenderse que en realizaciones que comprenden o describen un imán permanente, un electroimán u otro generador de campo magnético pueden sustituir al imán permanente. En la técnica se conocen generadores de campo magnético apropiados o potencialmente útiles. Los ejemplos no limitativos de generadores de campo magnético incluyen imanes permanentes, matrices de imanes permanentes, disposiciones de dos o más imanes permanentes y diversas combinaciones de imanes permanentes y/o electroimanes.

Se muestra un ejemplo no limitativo de un cargador de perlas que comprende un imán (o un generador de campo magnético) en las figuras 9A-9C. En la figura 9A, el manipulador 232 de consumibles de ensayo está asociado con el consumible 230 de ensayo que comprende una pluralidad de sitios 236 de ensayo. El fluido 238 de muestra que comprende perlas 235 magnéticas está en contacto con la superficie del consumible 230 de ensayo que comprende una pluralidad de sitios 236 de ensayo en forma de recipientes de reacción (es decir, pocillos). El imán 234 se coloca adyacente al manipulador 232 de consumibles de ensayo y adyacente a la parte inferior del consumible 230 de ensayo. El manipulador 232 de consumibles de ensayo se mueve (por ejemplo, usando un controlador (no mostrado)) tal como se indica por la flecha 240, provocando de ese modo movimiento relativo entre el manipulador 232 de consumibles de ensayo (por ejemplo, asociado con el consumible 230 de ensayo) y el imán 234. Alternativamente, en una configuración similar, tal como se muestra en la figura 9B, el imán 234 se mueve (por ejemplo, usando un controlador (no mostrado)) tal como se indica por la flecha 240, provocando de ese modo movimiento relativo entre el manipulador 232 de consumibles de ensayo (por ejemplo, asociado con el consumible 230 de ensayo) y el imán 234. En otra realización (no representada), tanto el imán 232 como el manipulador 232 de consumibles de ensayo pueden moverse simultáneamente para provocar movimiento relativo entre los dos componentes. Otro cargador de perlas a modo de ejemplo se muestra en la figura 3D, tal como se describe en el presente documento.

Otro ejemplo de un cargador de perlas que comprende un imán se muestra en la figura 9C, en el que el consumible de ensayo comprende un canal 248 de fluido que tiene una entrada 244 de fluido y una salida 246 de fluido. El fluido 238 de muestra, que contiene perlas 247, está presente en el canal 248 de fluido. En este ejemplo, el imán 234 se coloca adyacente al manipulador 232 de consumibles de ensayo y adyacente a la superficie inferior del consumible 230 de ensayo. La entrada 244 de fluido está asociada con el inyector 241 de fluido que está asociado con una bomba de fluido (no mostrada). La bomba de fluido está configurada para proporcionar un flujo bidireccional (es decir, hacia atrás y hacia delante) (tal como se describe en el presente documento) tal como se indica por la flecha 242, de manera que el fluido 238 de muestra se mueve hacia atrás y hacia delante en el canal, lo que hace que las perlas 247 en la muestra fluido se muevan hacia atrás y hacia delante, proporcionando de ese modo movimiento relativo entre las perlas 247 y los sitios de ensayo, mientras que el imán 234 tiende a atraer a las perlas 247 hacia los recipientes 236 de reacción.

Debe entenderse que, en algunas realizaciones, un aparato puede comprender más de un cargador de perlas. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4A, cada consumible 60 de ensayo está asociado con un cargador 61 de perlas. En algunos casos, un imán del cargador de perlas puede formar parte del manipulador de consumibles de ensayo. Como otro ejemplo, la figura 4E muestra el consumible 60 de ensayo colocado sobre el sistema 68 de obtención de imágenes. El consumible 60 de ensayo está asociado con el cargador 61 de perlas. En esta figura, el cargador de perlas se ha alejado del consumible de ensayo hasta una posición tal que una trayectoria de imágenes clara (mostrada por el área 109) está presente entre el sistema 68 de obtención de imágenes y el consumible 60 de ensayo. En esta figura, el cargador de perlas comprende el imán 107.

En algunos casos, un sistema de la presente invención comprende un aplicador de perlas configurado para aplicar una pluralidad de perlas (por ejemplo, perlas magnéticas) a la superficie de un consumible de ensayo o para colocar una pluralidad de perlas magnéticas muy cerca de la superficie de un consumible de ensayo. En algunas realizaciones, el aplicador de perlas puede estar asociado con un controlador configurado para hacer funcionar automáticamente el aplicador de perlas. En algunos casos, la aplicación de perlas comprende un inyector de líquido. En el presente documento se han descrito ejemplos no limitativos de inyectores de líquido. En algunos casos, un aplicador de perlas y un cargador de muestras pueden ser el mismo dispositivo (por ejemplo, en el que el fluido de muestra comprende perlas). Sin embargo, en algunos casos, las perlas pueden proporcionarse por separado al consumible de ensayo, de manera que el cargador de muestras y el aplicador de perlas son diferentes.

En algunos casos, por ejemplo cuando el consumible de ensayo comprende un canal en el que está contenida una superficie que contiene sitios de ensayo, la aplicación de perlas puede comprender una bomba de fluido capaz de mover el fluido que contiene las perlas hacia el interior y dentro/a través del canal. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 9C, el aplicador de perlas comprende un inyector 241 de fluido conectado a una bomba de fluido (no mostrada) asociada con la entrada 244 de fluido y el canal 248 de fluido del consumible 230 de ensayo. En otro ejemplo, el aplicador de perlas comprende una pipeta que se usa para suministrar perlas a un puerto de entrada de un canal microfluídico y dispensarlas sobre el consumible de ensayo. Otros ejemplos no limitativos de aplicadores de perlas incluyen una pipeta automática asociada con una bomba de fluido (por ejemplo, una bomba de jeringa, una bomba de accionamiento por émbolo, una bomba de membrana, etc.).

Limpiadores a modo de ejemplo

En determinadas realizaciones de la presente invención y ejemplos de la divulgación, particularmente aquellos que emplean perlas, el sistema puede comprender un limpiador que está configurado para retirar el exceso de perlas, y en determinadas realizaciones, sustancialmente todo el exceso de perlas, de la superficie del consumible de ensayo que no están contenidas sustancialmente en un sitio de ensayo (por ejemplo, pocillo). En algunos casos, es beneficioso retirar el exceso de perlas en la superficie del consumible de ensayo que no están sustancialmente contenidas en los sitios de ensayo antes de sellar los sitios de ensayo, ya que puede resultar un mejor sello entre la superficie del consumible de ensayo y un componente de sellado. Es decir, perlas en la superficie del consumible de ensayo y el componente de sellado. Por tanto, en algunos casos, los sistemas de ensayo de la invención pueden comprender un limpiador colocado y/o usado en secuencia entre (y/o entre la operación de) un cargador de perlas y un sellador para retirar cualquier exceso de perlas.

Una variedad de componentes o sistemas conocidos en la técnica pueden ser adecuados o pueden modificarse o adaptarse para ser adecuados para funcionar como limpiador. En algunos casos, el limpiador comprende una cuchilla, tal como una cuchilla rascadora, y está configurado para aplicar el borde de la cuchilla en contacto de limpieza con la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. El limpiador puede configurarse para hacerse funcionar manualmente (por ejemplo, una rasqueta en un mango que puede agarrarse). En algunos casos, sin embargo, el limpiador puede estar asociado con un sistema de accionamiento y un controlador que crea y controla el movimiento del limpiador para afectar a la función de limpieza. Por ejemplo, el controlador puede controlar el movimiento de una cuchilla de limpiador para que entre en contacto con la superficie del consumible de ensayo y se mueva desde o cerca de un primer borde de la superficie del consumible de ensayo que contiene los sitios de ensayo hasta o cerca de un segundo borde opuesto del consumible de ensayo, por ejemplo, tal como se representa en las figuras 10Ay 10B.

En la figura 10A, el borde 275 de la cuchilla 272 de limpiador está en contacto con el consumible 270 de ensayo, y la cuchilla de limpiador está asociada con un accionador para mover la cuchilla que se controla con un controlador (no mostrado). El fluido 276 de muestra que comprende perlas 279 y 281 está en contacto con la superficie del consumible 270 de ensayo que comprende una pluralidad de recipientes de reacción/pocillos que forman los sitios 271 de ensayo. Al menos algunas perlas 281 están contenidas en los pocillos 271 y al menos una porción de las perlas 279 no están contenidas en los pocillos 271 y están presentes en la superficie 273 superior del consumible 270 de ensayo. El controlador/accionador está configurado para mover la cuchilla 272 de limpiador desde la posición A (figura 10A) hasta la posición B mostrada en la figura 10B. Sustancialmente todas las perlas (por ejemplo, 279) que no estaban contenidas en los pocillos 271 y estaban presentes en la superficie 272 del consumible 270 de ensayo ahora están presentes en el fluido 284 de desecho. Cabe señalar que, en la figura 10A, también se muestra una porción de un sistema 278 de obtención de imágenes asociado con un sistema de control implementado por ordenador (no mostrado).

En realizaciones en las que las perlas son magnéticas, el limpiador puede comprender al menos un imán (o al menos un generador de campo magnético). En una primera realización a modo de ejemplo, un limpiador que comprende un imán se coloca para generar un campo magnético que impone una fuerza sobre las perlas magnéticas que tiene una componente que se dirige sustancialmente perpendicular a la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. Por ejemplo, la figura 11 muestra una realización de una porción de un sistema que incluye un consumible 290 de ensayo que comprende una pluralidad de recipientes 291 de reacción colocados y asegurados mediante el manipulador 292 de consumibles de ensayo. Un bolo de fluido 294 de muestra que comprende una pluralidad de perlas (no mostradas) está en contacto con la superficie del consumible 290 de ensayo que comprende la pluralidad de recipientes 291 de reacción. El imán 294 de limpiador se coloca para generar un campo magnético que impone una fuerza sobre las perlas magnéticas que tiene una componente 298 que se dirige sustancialmente perpendicular a la superficie del consumible 290 de ensayo que comprende los recipientes 291 de reacción. Las perlas en el fluido de muestra son atraídas por el imán 294 de limpiador magnético, y tienden a moverse en la dirección de la fuerza magnética aplicada (flecha 298). En algunos casos, el sistema puede comprender adicionalmente un imán 296 de cargador de perlas colocado debajo del consumible de ensayo. El imán 296 de cargador de perlas puede ayudar a evitar que las perlas que están sustancialmente contenidas en los recipientes de reacción salgan y se alejen de los recipientes de reacción debido a la atracción por el imán 294 de limpiador. Los expertos en la técnica podrán determinar fuerzas y posiciones adecuadas de los imanes 294 y 296 para permitir que se produzcan funciones efectivas de carga y limpieza.

En algunos casos, el/los imán/imanes de limpiador y el consumible de ensayo pueden moverse en relación uno con el otro. En determinados casos, el/los imán/imanes de limpiador puede(n) colocarse y moverse a lo largo de la superficie del consumible de ensayo que contiene los recipientes de reacción. En determinadas realizaciones de este tipo, un imán colocado adyacente a la superficie del consumible de ensayo opuesta a la superficie en la que se forman los recipientes de reacción (es decir, un imán de cargador de perlas) coopera con el/los imán/imanes de limpiador tanto para cargar como para limpiar las perlas magnéticas, en algunos casos en una sola etapa. En tales realizaciones, el imán de cargador de perlas se considera parte tanto del cargador de perlas como de los componentes del limpiador. Además, el limpiador puede estar asociado con un accionador controlado por un controlador capaz de y/o configurado para mover el imán que puede colocarse y moverse a lo largo de la superficie del consumible de ensayo que contiene los recipientes de reacción desde o cerca de un primer borde del consumible de ensayo hasta o cerca de un segundo borde opuesto de la superficie del consumible de ensayo.

En una realización a modo de ejemplo, el limpiador comprende tres imanes, en el que un primer imán (que también funciona como cargador de perlas) está colocado adyacente a la superficie del consumible de ensayo opuesta a la superficie que contiene los recipientes de reacción, y en el que un segundo imán y un tercer imán pueden colocarse adyacentes a la superficie que comprende la pluralidad de recipientes de reacción. En una realización, puede colocarse un separador de metal magnetizable (por ejemplo, acero) entre y en contacto o en estrecha proximidad con los imanes segundo y tercero. En determinadas realizaciones, el separador de metal tiene la forma de una lámina o barra que tiene un grosor que es menor que la altura o el ancho del separador que se coloca, de manera que los imanes segundo y tercero están separados entre sí por una distancia lo más pequeña posible sustancialmente igual al grosor del separador. En determinadas realizaciones, los imanes segundo y tercero están alineados de manera que el mismo polo de cada imán esté orientado hacia el separador de metal. Sin pretender limitarse a ninguna teoría de funcionamiento en particular, la configuración de limpiador anterior puede permitir ventajosamente controlar los gradientes de campo magnético generados por la disposición, de manera que los gradientes de campo aumenten con la distancia desde el extremo/borde del separador de metal magnetizado colocado lo más cerca posible de la superficie del consumible de ensayo, de manera que la disposición de limpiador funciona como una especie de “rasqueta magnética”. El campo magnético generado por una disposición de este tipo puede inducir a las perlas a moverse de lado a lado y hacia abajo en los recipientes de reacción de un consumible de ensayo.

Un ejemplo de una “rasqueta magnética” de este tipo se representa en las figuras 12A, 12D y 12E. El limpiador representado en estas figuras incluye un primer imán 300, un segundo imán 302, un tercer imán 304, una lámina 306 de metal colocada entre los imanes segundo y tercero y colocada sobre la superficie 308 del consumible de ensayo. En la figura 12A, los colores más oscuros representan intensidades de campo magnético relativamente más altas. Las perlas presentes en la superficie 308 del consumible de ensayo experimentarán una fuerza ejercida sobre ellas que tenderá a empujar las perlas tanto hacia abajo como hacia los bordes 309 exteriores del consumible de ensayo. La intensidad del campo en función de la posición a lo largo de la superficie 308 se muestra en el gráfico de la figura 12B. Tal como entenderá un experto en la técnica, la fuerza sobre una partícula paramagnética es proporcional al gradiente de campo magnético. El gradiente a lo largo de la línea en la figura 12B es una fuerza que se aleja de la punta de la lámina 306 de metal en cualquier lado de la lámina. El gradiente desde el imán da como resultado un vector de fuerza hacia el imán 300. La superposición de estos dos vectores significa que una partícula paramagnética, en este campo, que se sitúa en un punto a lo largo de la línea 300 experimentaría un vector de fuerza que generalmente es perpendicular a la línea en el gráfico de la figura 12B apuntando hacia abajo. Debe entenderse que el campo magnético mantiene la misma forma general en el área entre la punta de la lámina de metal y el primer imán y, por tanto, el consumible puede colocarse a diferentes alturas entre la punta de la lámina de metal y el primer imán y experimentar un campo magnético similar. Por ejemplo, la figura 12C muestra un gráfico similar al de la figura 12B, excepto que, en este gráfico, la superficie del consumible está a una altura diferente en comparación con la figura 12B (por ejemplo, la superficie de la figura 12C está 0,5 mm por encima de la superficie de la figura 12B). Las figuras 12D y 12e representan el limpiador de rasqueta magnética en funcionamiento. La superficie 308 de consumible de ensayo incluye perlas 312 magnéticas sobre la misma, que están sujetas a vectores 314 de fuerza magnética basados en el campo magnético en la ubicación de la perla. Las figuras 12D y 12E representan consumibles de ensayo con perlas en la superficie, colocadas a dos alturas diferentes entre la punta de la lámina de metal y el primer imán, mostrando nuevamente que las fuerzas entre la punta de la lámina de metal y el primer imán son aproximadamente iguales.

En aún otra realización, el limpiador puede comprender un inyector de fluido configurado para aplicar un fluido a la superficie del consumible que contiene la pluralidad de recipientes de reacción de una manera capaz de retirar el exceso de perlas colocadas en la superficie del consumible de ensayo, pero no contenidas dentro de un recipiente de reacción. Por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 8E y 8F, y tal como se describe con más detalle a continuación, el fluido 370 de sellado puede actuar como componente de sellado y como limpiador para ayudar en la retirada de perlas 372 en la superficie del consumible de ensayo en determinadas realizaciones.

En aún otro ejemplo, el limpiador puede comprender una lámina adhesiva, en el que la lámina adhesiva puede ponerse en contacto con la superficie de un consumible de ensayo de manera que el exceso de perlas en la superficie del consumible de ensayo se adhiera a, y se retire mediante, la lámina adhesiva.

Selladores a modo de ejemplo

El aparato actualmente reivindicado incluye un componente y/o subsistema que está configurado para usarse para sellar una pluralidad de sitios de ensayo. En algunos casos, el sistema de ensayo comprende un manipulador de consumibles de ensayo (por ejemplo, tal como se describe en el presente documento), un sellador y un controlador configurado para controlar el funcionamiento del sellador para aplicar un componente de sellado a la pluralidad de sitios de ensayo. El sellador puede construirse y colocarse para aplicar el componente de sellado a la superficie del consumible de ensayo, formando de ese modo una pluralidad de sitios de ensayo sellados. En algunos casos, después del sellado de la pluralidad de sitios de ensayo, el contenido de cada uno de los sitios de ensayo sellados puede aislarse fluídicamente de manera sustancial del contenido de cada uno de la otra pluralidad de sitios de ensayo sellados, tal como se describe en el presente documento.

El componente de sellado es un material aplicado a una superficie del consumible de ensayo que contiene los sitios de ensayo que es capaz de sellar los sitios de ensayo y aislar al menos parcial o temporalmente el contenido de un sitio de ensayo de al menos otro sitio de ensayo. El componente de sellado puede estar en forma sólida, de gel y/o líquida y puede estar formado por cualquier material adecuado. En algunos casos, el componente de sellado comprende una película. Los ejemplos no limitativos de películas que puede comprender un componente de sellado incluyen películas sólidas (por ejemplo, de un material flexible), películas fluidas (por ejemplo, de fluidos sustancialmente inmiscibles con el fluido de muestra contenido en los sitios de ensayo), o similares. Los ejemplos no limitativos de materiales adecuados para un componente de sellado sólido incluyen elastómeros, tales como sílices u óxidos de sílice (por ejemplo, PDMS, etc.), polímeros (por ejemplo, poliuretanos, COP, COC), caucho de látex, cauchos sintéticos, diversos cauchos naturales y geles sintéticos, adhesivos sensibles a la presión y cintas adhesivas. En algunos casos, la superficie de los materiales sólidos se modifica para producir una mejor calidad de sello.

Dependiendo de las características del componente de sellado, el sellador puede configurarse apropiadamente para aplicar el componente de sellado a una pluralidad de sitios de ensayo formados en una superficie de un consumible de ensayo. Por ejemplo, para un componente de sellado que comprende una película formada por un material sólido compatible, la película puede aplicarse a la superficie del consumible de ensayo aplicando presión, o bien de manera uniforme o bien no uniforme, al componente de sellado cuando está en contacto con la superficie. Puede aplicarse presión al componente de sellado usando cualquier número de métodos conocidos. En una determinada realización, puede aplicarse un componente de sellado usando un nivel móvil de manera que el componente de sellado y/o el sustrato de consumible se fuerzan juntos para efectuar el sellado.

Como otro ejemplo, puede emplearse un dispositivo, tal como un dispositivo neumático o hidráulico, que usa un medio de accionamiento fluido. Por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 13A y 13B, se muestra un sistema de ensayo que comprende un consumible 250 de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo y un componente 252 de sellado, en el que el componente 252 de sellado no está en contacto con la superficie del consumible 250 de ensayo. El sellador que comprende el componente de sellado también incluye un generador de fuerza, que comprende un medio 256 de accionamiento, en contacto con el componente 252 de sellado, en el que el medio de accionamiento es capaz de aplicar fuerza al componente de sellado y moverlo hacia el consumible de ensayo. En la figura 13B, el sellador se activa a través de un controlador (no mostrado), por ejemplo, presurizando un fluido que comprende el medio de accionamiento, de manera que el medio 256 de accionamiento presiona y obliga al componente 252 de sellado a entrar en contacto de sellado con la superficie del consumible 250 de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo.

En determinadas realizaciones, el sellador puede comprender al menos un rodillo. El rodillo puede moverse a lo largo de la superficie del componente de sellado de manera que el componente de sellado entra en contacto progresivamente con la totalidad de la superficie del consumible de ensayo que contiene los sitios de ensayo. En algunos casos, el sellador puede comprender más de un rodillo.

Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 14A, el sellador 130 comprende un primer conjunto 126 de rodillos y un segundo conjunto 128 de rodillos. El primer conjunto 126 de rodillos y el segundo conjunto 128 de rodillos comprenden, cada uno, un rodillo (127 y 129) que están inclinados a forzarse a entrar en contacto y se extienden a lo ancho (en el plano de la figura tal como se dibuja) del componente 124 de sellado. El componente 124 de sellado se coloca adyacente a la superficie superior del consumible 122 de ensayo, que está colocado y asegurado mediante el manipulador 120 de consumibles. El sellador puede moverse en una dirección, por ejemplo, tal como se muestra por la flecha 132, de manera que los rodillos 127 y 129 crean un contacto de sellado entre el componente 124 de sellado y el consumible 122 de ensayo. En otro ejemplo, el sellador 130 puede estar estacionario y el manipulador 120 de consumibles de ensayo asociado con el consumible 122 de ensayo puede moverse lateralmente, provocando de ese modo que los rodillos 127 y 129 creen un contacto de sellado entre el componente 124 de sellado y el consumible 122 de ensayo. La figura 14D muestra otra vista del sellador de la figura 14A, en la que no se muestra una porción de los conjuntos 126 y 128 de rodillos, de manera que los rodillos 127 y 129 se muestran extendiéndose a lo largo del componente 122 de sellado.

La figura 14B muestra una segunda configuración en la que el sellador 130 ya se ha movido en relación con el manipulador 120 de consumibles de ensayo de manera que el componente 124 de sellador está sustancialmente en contacto total con el consumible 122 de ensayo pero el rodillo 127 todavía está en contacto con el componente 124 de sellado. La figura 14C muestra la configuración después de que el sellador haya recorrido su intervalo completo de movimiento de sellado, en la que los rodillos 129 y 127 ya no están en contacto con el componente 124 de sellado. Los expertos en la técnica entenderán que el sellador puede comprender más o menos de dos rodillos (por ejemplo, un rodillo, tres rodillos, cuatro rodillos, cinco rodillos, etc.).

Cabe señalar que, en las realizaciones en las que el sellador comprende rodillos que se mueven a través de un componente de sellado en contacto con una superficie del consumible de ensayo, cualquier exceso de fluido y/o perlas que no estén contenidos dentro de los pocillos en la superficie puede empujarse hacia un lado del componente de sellado (es decir, el sellador también puede actuar como limpiador en algunos casos). En tales realizaciones, puede ser beneficioso proporcionar canales y/o aberturas en la superficie del consumible de ensayo en contacto con el componente de sellado, que puede contener y canalizar cualquier exceso de fluidos y/o perlas que se retiran al aplicar el componente de sellado.

En algunos casos, un componente de sellado comprende un adhesivo sensible a la presión. Por ejemplo, el adhesivo sensible a la presión puede formarse sobre una o más superficies de una película. El adhesivo sensible a la presión puede activarse después de la aplicación del componente de sellado a la superficie del consumible de ensayo que contiene la pluralidad de sitios de ensayo. El adhesivo sensible a la presión puede formar una unión adhesiva entre el componente de sellado y la superficie del consumible de ensayo de manera que se mantiene un sellado incluso después de liberar la fuerza aplicada por el sellador (por ejemplo, véase la configuración de la figura 14C).

En la invención actualmente reivindicada, el componente de sellado es un fluido y comprende un líquido de sellado. Ventajosamente, el fluido que comprende el componente de sellado es sustancialmente inmiscible con el fluido contenido en los sitios de ensayo. Tal como se usa en el presente documento, a “fluido” se le da su significado habitual, es decir, un líquido o un gas. El fluido puede tener cualquier viscosidad adecuada que permita el flujo. Si están presentes dos o más fluidos, cada uno de los fluidos puede ser sustancialmente miscible o sustancialmente inmiscible. En algunos casos, el/los fluido(s) que comprende(n) el componente de sellado puede(n) ser miscible(s) o parcialmente miscible(s) con el fluido de muestra de ensayo en equilibrio, pero puede(n) seleccionarse para que sea(n) sustancialmente inmiscible(s) con el fluido de muestra de ensayo dentro del periodo de tiempo del ensayo o la interacción. Los expertos en la técnica pueden seleccionar fluidos de sellado adecuados, tales como fluidos sustancialmente inmiscibles con fluidos de muestra, usando mediciones de ángulo de contacto o similar, para llevar a cabo las técnicas de la invención. En algunos casos, el fluido de muestra y/o fluido de enjuague y/o fluido de reactivo es una disolución acuosa y el componente de sellado comprende un fluido no acuoso. Los ejemplos no limitativos de fluidos no acuosos potencialmente adecuados incluyen líquidos fluorados, aceites (por ejemplo, aceites minerales, aceites fluorados), ferrofluidos, disoluciones no acuosas de polímeros (por ejemplo, espesantes), y similares. En otros casos, el fluido de muestra y/o fluido de enjuague y/o fluido de reactivo es una disolución no acuosa y el componente de sellado comprende un fluido acuoso. En algunos casos, el fluido de muestra es un hidrogel cuya viscosidad cambia con la temperatura u otros desencadenantes fisicoquímicos.

Puede aplicarse un componente de sellado fluido usando un sellador que está configurado y adaptado para aplicar el fluido a una superficie de un consumible de ensayo que contiene los sitios de ensayo. Por ejemplo, el sellador puede comprender un sistema de inyección de líquido adecuado, tal como se describió anteriormente. En algunos casos, el sellador comprende una pipeta, una pipeta automática, una impresora de inyección de tinta, o similares.

El ejemplo mostrado en la figura 10 ilustra el uso de un componente de sellado fluídico en combinación con un limpiador. En el sistema ilustrado, se aplica un componente 274 de sellado fluídico a los sitios de ensayo de manera sustancialmente inmediata después de retirar el exceso de perlas de la superficie del consumible de ensayo con la cuchilla 272 de limpiador. La cuchilla 272 de limpiador está en contacto con el consumible 270 de ensayo, y en un lado del limpiador está el fluido 276 de muestra, mientras que en el otro lado del limpiador está el líquido 274 de sellado. A medida que la cuchilla 272 de limpiador se mueve desde la primera posición A en la figura 10A hasta la segunda posición B en la figura 10B, también se aplica el líquido de sellado.

El componente de sellado puede proporcionarse en una configuración de este tipo usando cualquiera de los aparatos descritos en el presente documento (por ejemplo, fluido inyectado asociado con una bomba de fluido). Por ejemplo, se muestra un ejemplo similar en las figuras 8E y 8F. En la figura 8E, el consumible 348 de ensayo que comprende una pluralidad de sitios 364 de ensayo se coloca en un canal tal como se indica por el techo del canal 356. El fluido 370 de sellado se proporciona a través de una entrada (no mostrada), reemplazando así sustancialmente al fluido 368 de muestra. El flujo del fluido 370 de sellado también puede actuar como limpiador. En la figura 8F, el fluido 370 de sellado ha reemplazado sustancialmente al fluido de muestra y los sitios de ensayo están sellados.

Se muestran otros ejemplos no limitativos del aparato que comprende un sellador para su uso con un componente de sellado que comprende un líquido (también denominado líquido de sellado) en la figura 3F (320) y la figura 4A (60).

El uso de un fluido de sellado puede ser ventajoso para el uso de formas de consumibles de ensayo que tienen superficies sustancialmente no planas que contienen sitios de ensayo. Otras posibles características beneficiosas de los componentes de sellado fluidos incluyen: 1) la inmiscibilidad sustancial del fluido de sellado y un fluido de ensayo puede permitir la creación de una barrera total o casi total entre los sitios de ensayo que evita la difusión de una molécula de detección (por ejemplo, un fluoróforo) entre los sitios de ensayo; 2) el fluido de sellado puede adaptarse mejor a la superficie de ciertos consumibles de ensayo en comparación con determinados componentes de sellado sólidos; y 3) las propiedades ópticas del fluido de sellado pueden provocar menos interferencia/distorsión óptica con determinados sistemas de obtención de imágenes.

Sistemas de obtención de imágenes a modo de ejemplo

En la técnica se conocen y están disponibles comercialmente una variedad de sistemas de obtención de imágenes potencialmente útiles para la práctica de determinadas realizaciones y aspectos de la invención. Tales sistemas y componentes pueden adaptarse basándose en las necesidades y los requisitos de un método de ensayo seleccionado que está realizándose por el sistema y la técnica usados para detectar las moléculas y/o partículas de analito. Por ejemplo, en algunos ensayos, las moléculas y/o partículas de analito no son detectables directamente y se usan reactivos adicionales (por ejemplo, marcadores detectables) para ayudar en la detección. En tales casos, los componentes del sistema de obtención de imágenes se seleccionarían para detectar tales reactivos.

En determinadas realizaciones, el sistema de obtención de imágenes está configurado para explorar ópticamente los sitios de ensayo. Los sitios que presentan cambios en su firma óptica pueden identificarse mediante un tren óptico convencional y un sistema óptico de detección. Dependiendo de la especie que va a detectarse y las longitudes de onda operativas, pueden emplearse filtros ópticos diseñados para una longitud de onda particular para la exploración óptica de las ubicaciones, tal como entenderán los expertos en la técnica.

En las realizaciones en las que se usa exploración óptica, el sistema de obtención de imágenes puede comprender más de una fuente de luz y/o una pluralidad de filtros para ajustar la longitud de onda y/o la intensidad de la fuente de luz. Los ejemplos de fuentes de luz incluyen láseres, lámparas de espectro continuo (por ejemplo, lámparas de vapor de mercurio, halógenas, de tungsteno) y diodos emisores de luz (LED). Por ejemplo, en algunos casos, puede realizarse una primera exploración de los sitios de ensayo usando luz de un primer intervalo de longitudes de onda, mientras que una segunda exploración se lleva a cabo usando luz de un segundo intervalo diferente de longitudes de onda, de manera que la pluralidad de moléculas detectables fluorescen. A continuación se describe una configuración de sistema a modo de ejemplo (véase la figura 15).

En algunas realizaciones, la señal óptica de una pluralidad de sitios de ensayo se captura usando una cámara CCD. Otros ejemplos no limitativos de dispositivos que pueden usarse para capturar imágenes incluyen dispositivos de inyección de carga (CID), dispositivos semiconductores de óxidos de metal complementarios (CMOS), dispositivos CMOS científicos (sCMOS), dispositivos de integración de retardo de tiempo (TDI), tubos fotomultiplicadores (PMT), y fotodiodos de avalancha (APD). Una variedad de cámaras de tales dispositivos están disponibles de varios vendedores comerciales. Los dispositivos de detección (por ejemplo, cámaras) pueden ser fijos o de exploración.

En una realización, el consumible de ensayo comprende un haz de fibra óptica, y se forma una pluralidad de recipientes de reacción en un extremo del haz de fibra óptica. Según una realización, la matriz de sitios de ensayo para la presente invención puede usarse junto con un sistema óptico de detección tal como el sistema descrito en la publicación estadounidense n.° 2003/0027126.

Las figuras 15A y 15B muestran un ejemplo no limitativo de un sistema de obtención de imágenes. El sistema comprende una fuente 452 de luz, un filtro 454 de excitación, un espejo 458 dicromático, un filtro 460 de emisión y un objetivo 470. El objetivo está colocado para explorar los sitios de ensayo en el consumible 472 de ensayo. La luz 453 de la fuente 452 de luz pasa a través del filtro 454 de excitación. La luz se refleja en el espejo 458 dicromático, pasa a través del objetivo 470 y brilla sobre la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. En algunos casos, la luz 464 parásita puede reducirse mediante un componente 468 reductor de luz parásita, tal como un iris o una abertura. La luz 471 emitida por el consumible de ensayo pasa a través del objetivo 470 y el filtro 460 de emisión para producir una señal 462 de luz procesada, que se observa, procesa y/o registra. El sistema puede comprender componentes adicionales (por ejemplo, filtros adicionales, espejos, dispositivos de aumento, etc.) según sea necesario para aplicaciones particulares, tal como entenderán los expertos en la técnica.

El sistema mostrado en la figura 15A puede comprender adicionalmente componentes que ayudan en la determinación del número de sitios de ensayo que contienen una perla (por ejemplo, usando luz blanca o una torreta que contiene filtros capaces de medir la fluorescencia de diferentes perlas marcadas con fluorescencia). También pueden usarse componentes adicionales para determinar el número total de sitios de ensayo y/o proporcionar información espacial sobre la posición de los sitios de ensayo (por ejemplo, aquellos que contienen o no una perla), lo que puede ayudar a corroborar las señales observadas bajo diferentes regímenes de luz (por ejemplo, fluorescencia, luz blanca) correspondientes con la posición de una ubicación de referencia (por ejemplo, puede crearse una máscara).

En las figuras 15A y 15B, la luz de excitación se emite desde la fuente 452 y se colima en un haz 453. El filtro 454 de excitación puede configurarse para transmitir sólo la banda de longitud de onda que excita un fluoróforo particular (por ejemplo, 575 nm /- 10 nm para resorufina). La luz de excitación es reflejada hacia abajo por el filtro 458 dicroico e ilumina la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo que contienen la muestra a través de la lente 470 de objetivo. La luz de la imagen emitida se recoge mediante la lente 470 de objetivo, se colima en un haz 471 y se transmite a través del filtro 458 dicroico. Sólo la luz de imagen correspondiente a la banda de longitud de onda de fluorescencia (por ejemplo, 620 nm /- 30 nm para resorufina) se transmite a través del filtro 460 de emisión. El haz 462 colimado restante contiene sólo las longitudes de onda de fluorescencia emitidas que posteriormente serán fotografiadas a través del sistema de cámara.

Puede usarse el mismo sistema de obtención de imágenes para determinar la posición de los sitios de ensayo en la superficie del consumible (por ejemplo, recipientes de reacción) que contiene la muestra. Los sitios de ensayo que contienen perlas pueden iluminarse con una iluminación de luz blanca de “campo brillante”. La superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo puede iluminarse (por ejemplo, usando la fuente 475 de luz que se muestra en la figura 15A) dirigiendo una luz blanca pseudocolimada (por ejemplo, LED de luz blanca) sobre la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo desde un ángulo (por ejemplo, 01 en la figura 15A puede ser de aproximadamente 20 grados, aproximadamente 25 grados, aproximadamente 30 grados, aproximadamente 35 grados, aproximadamente 40 grados, o más) justo fuera de la apertura numérica del objetivo de recogida. La luz que incide en la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios 472 de ensayo (por ejemplo, la luz 476) se refleja (y dispersa) fuera de la superficie, se colima 471 y se recoge mediante la lente objetivo (470). Posteriormente se fotografía el haz colimado a través del sistema de cámara.

También puede usarse el mismo sistema de obtención de imágenes para determinar qué sitios de ensayo contienen una perla. Debe entenderse que, en algunas realizaciones, puede emplearse más de un tipo de perla (por ejemplo, un primer tipo de perla y un segundo tipo de perla, en el que el primer tipo de perla tiene una emisión de fluorescencia diferente del segundo tipo de perla), y en algunas de tales realizaciones, los sistemas de ensayo de la invención están configurados para realizar ensayos multiplexados. Cualquier perla particular puede o no estar asociada con una molécula de analito. La superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo puede iluminarse (por ejemplo, usando la fuente 473 de luz tal como se muestra en la figura 15A) con una iluminación de luz blanca de “campo oscuro”. La superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo puede iluminarse dirigiendo una luz blanca pseudocolimada (por ejemplo, LED 473 de luz blanca) sobre la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo desde un ángulo (por ejemplo, 02 en la figura 15A es aproximadamente 65 grados, aproximadamente 70 grados, aproximadamente 75 grados, aproximadamente 80 grados, aproximadamente 85 grados) sustancialmente fuera de la apertura numérica del objetivo de recogida. La luz que incide en la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios 472 de ensayo (por ejemplo, la luz 474) se refleja (y dispersa) fuera de la superficie, se colima 471 y se recoge mediante la lente 470 objetivo. El haz colimado se refleja posteriormente por el sistema 479 de cámara.

En algunas realizaciones, puede emplearse un sistema óptico de detección que es similar al descrito en la publicación estadounidense n.° 2003/0027126. En un sistema a modo de ejemplo, la luz que regresa de una matriz de recipientes de reacción formados en el extremo distal de un consumible de ensayo que comprende un haz de fibra óptica se altera mediante el uso de un cambiador de aumento para permitir el ajuste del tamaño de la imagen del extremo proximal o distal de la fibra. A continuación, la imagen ampliada se obtura y se filtra mediante una rueda de obturación. Luego, la imagen es capturada por la cámara del dispositivo de carga acoplada (CCD). Puede proporcionarse un sistema implementado por ordenador que incluye y ejecuta software de procesamiento de imágenes para procesar la información de la cámara CCD y también, opcionalmente, puede configurarse para controlar las ruedas del obturador y del filtro.

Los expertos en la técnica sabrán que diversos componentes del sistema de obtención de imágenes pueden adaptarse y/o configurarse para proporcionar una buena imagen. Por ejemplo, en algunos casos, se obtienen imágenes del consumible de ensayo a través de un componente de sellado y, por tanto, el sistema de obtención de imágenes puede adaptarse y/o configurarse para tener en cuenta la presencia del componente de sellado en la trayectoria óptica. Tal como sabrán los expertos en la técnica, un determinado grosor del material puede conducir a la aberración esférica y a la pérdida de resolución de las matrices. Por tanto, si el componente de sellado tiene un grosor en el que se producen tales aberraciones, la porción óptica del sistema de obtención de imágenes puede diseñarse para corregir este grosor aumentado. Diseñar los componentes ópticos de manera que el fluido que coincide con el índice del material de sello pueda colocarse entre el objetivo y el consumible de ensayo se usa para que las diferencias en el material entre el objetivo y el sello no produzcan borrosidad.

Como otro ejemplo de un aspecto del sistema de obtención de imágenes que puede configurarse y/o adaptarse para mejorar el rendimiento es la velocidad y la calidad del enfoque del sistema de obtención de imágenes. En algunos casos, el enfoque puede implicar el uso de un sistema de enfoque láser basado en el reflejo de la superficie del consumible de ensayo. Los sistemas de enfoque láser están disponibles comercialmente. En otros casos, la superficie del consumible de ensayo que comprende los sitios de ensayo (que pueden tener un tamaño similar a la longitud de onda de la luz que se procesa) puede incluir estructuras/referencias integradas en el consumible de ensayo que pueden usarse para enfocar la imagen mediante difracción, refracción, absorción, reflexión, fluorescencia o una combinación de estos y otros fenómenos ópticos.

En algunos casos, pueden obtenerse imágenes de una sola vez de toda la superficie o esencialmente toda la superficie del consumible de ensayo que comprende los sitios de ensayo. En algunos casos, sin embargo, sólo pueden obtenerse imágenes de una sola vez de una porción de la superficie del consumible de ensayo que comprende los sitios de ensayo, y pueden obtenerse imágenes de otras porciones de forma secuencial para construir una imagen de toda la superficie.

En algunas realizaciones (por ejemplo, en las que el componente de sellado se aplica a la superficie del consumible de ensayo de manera progresiva, por ejemplo, tal como se describió anteriormente en el contexto de la realización ilustrada en las figuras 14A-14C cuando se aplica un componente de sellado usando un rodillo o cuando el componente de sellado es un frente móvil de un bolo de líquido de sellado), la obtención de imágenes secuenciales puede permitir la reducción del tiempo entre el sellado de los sitios de ensayo y la obtención de imágenes de los sitios de ensayo sellados. En tales casos, por ejemplo, la obtención de imágenes de un sitio de ensayo puede completarse inmediatamente después del sellado de un sitio de ensayo (por ejemplo, mediante la aplicación de un componente de sellado) explorando el sistema de obtención de imágenes a través de la matriz de sitios de ensayo a medida que se sellan (por ejemplo, como un dispositivo de exploración de línea fotográfica) en lugar de esperar hasta que se complete el sellado de toda la matriz para explorar todos o sustancialmente todos los sitios de ensayo al mismo tiempo.

Como ejemplo no limitativo, las figuras 16A-16F representan una técnica de este tipo en acción. Estas figuras representan un dibujo de un sistema que comprende un sistema 200 de obtención de imágenes, un rodillo 202 (por ejemplo, una porción de un sellador), un componente 204 de sellado y un consumible 206 de ensayo. En este sistema, el consumible 206 de ensayo se mantiene estacionario, y el sistema 208 de obtención de imágenes y el rodillo 202 están configurados de manera que, de manera sustancialmente inmediata después de que el rodillo 202 haya aplicado el componente 204 de sellado a los sitios de ensayo en una porción particular del consumible 206 de ensayo, el sistema 200 de obtención de imágenes obtiene una imagen de esos sitios de ensayo. Por tanto, el sistema 202 de obtención de imágenes y el rodillo 202 se mueven de manera sustancialmente simultánea (por ejemplo, véase la flecha 208) a través de la matriz de sitios de ensayo. En otra realización, mostrada en la figura 16C y la figura 16D, el sistema 200 de obtención de imágenes y el rodillo 202 se mantienen estacionarios y el consumible 210 de ensayo se mueve (por ejemplo, véase la flecha 210) para lograr el mismo resultado. En todavía otra realización representada en la figura 16E y la figura 16F, el componente 212 de sellado es un líquido. Este sistema está configurado para que el sistema 200 de obtención de imágenes se mueva a una velocidad similar a la del fluido 212 de sellado. El movimiento sincronizado del sistema 200 de obtención de imágenes y el fluido 212 de sellado puede permitir que el sellado y la obtención de imágenes se produzcan de manera sustancialmente simultánea. En este ejemplo, el consumible de ensayo se mantiene estacionario.

El sistema de obtención de imágenes puede estar asociado con un sistema de control implementado por ordenador que puede estar separado o ser el mismo que otro de los controladores del sistema. El sistema de control implementado por ordenador puede realizar o configurarse para controlar una variedad de componentes, incluyendo la configuración para hacer funcionar automáticamente el sellador (y opcionalmente uno, varios o todos los demás componentes del sistema general asociados con un controlador) y recibir información del sistema de obtención de imágenes relacionada con la imagen. En algunos casos, el ordenador se configura además para determinar una medida de la concentración desconocida de la molécula de analito en la muestra de ensayo. El controlador puede ser capaz de determinar una medida de la concentración desconocida de moléculas o partículas de analito en la muestra de ensayo, al menos en parte, en función de la fracción de al menos una porción de los sitios de ensayo explorados que contienen ninguna o una molécula o partícula de analito. A continuación se proporciona información adicional sobre la estructura y la configuración de los sistemas de control implementados por ordenador.

Consumibles de ensayo a modo de ejemplo

El consumible de ensayo puede estar configurado en una amplia variedad de formas en los ejemplos de la divulgación, pero tal como se reivindica actualmente tiene forma de disco y está configurado como en la reivindicación 1. La forma, el tamaño y otros parámetros particulares del consumible de ensayo pueden seleccionarse para que funcionen bien dentro de las limitaciones de las configuraciones de los otros componentes del sistema de ensayo con los cuales va a usarse el consumible de ensayo, por ejemplo, la configuración y el diseño del manipulador de consumibles de ensayo, el cargador de muestras, el dispositivo de enjuague, el sellador, el cargador de perlas, el sistema de obtención de imágenes, etc. De manera similar, las configuraciones de otros componentes del sistema de ensayo deben seleccionarse para que sean compatibles con las características de diseño del consumible de ensayo. Varias configuraciones a modo de ejemplo de consumibles de ensayo se analizaron previamente en el contexto de la descripción asociada con los sistemas de la figura 3B (38), la figura 4C (60), la figura 2A (398), la figura 2B (410), la figura 2C (432), la figura 2D (439), FIG. 5A (500), la figura 5E (550), etc. En algunas realizaciones de consumibles de ensayo, la pluralidad de sitios de ensayo comprende una pluralidad de recipientes/pocillos de reacción sobre un sustrato. Los recipientes de reacción, en determinadas realizaciones, pueden configurarse para recibir y contener sólo una sola perla (por ejemplo, tal como se describe a continuación) o más de una perla. En algunas realizaciones del consumible de ensayo, la pluralidad de recipientes de reacción puede sellarse usando un sellador que comprende un componente de sello que está separado de o integrado en la estructura del propio consumible de ensayo. El sellado de los recipientes de reacción puede ser tal que el contenido de cada recipiente de reacción no pueda escapar del recipiente de reacción durante el resto del ensayo. En algunos casos, los recipientes de reacción pueden sellarse después de la adición de la muestra, perlas de ensayo y, opcionalmente, reactivos adicionales (por ejemplo, para facilitar la detección de las moléculas y/o partículas de analito en la muestra).

Puede formarse una pluralidad de recipientes de reacción sobre una superficie del consumible de ensayo usando una variedad de métodos y/o materiales. En algunos casos, la pluralidad de recipientes de reacción se forma como un conjunto de depresiones en una superficie. En otras realizaciones, las porciones de la superficie del consumible de ensayo que rodean los sitios de ensayo pueden estar al mismo nivel que los sitios de ensayo. Por ejemplo, en algunos casos, el consumible de ensayo incluye una superficie que es sustancialmente plana y los sitios de ensayo formados en la superficie y el área que rodea los sitios de ensayo están en niveles sustancialmente similares.

En algunos casos, las áreas que rodean la superficie que contiene sitios de ensayo o recipientes/pocillos de reacción se elevan, de manera que los sitios/pocillos de ensayo están contenidos en un canal sobre o en el consumible de ensayo. El canal puede ser abierto (por ejemplo, descubierto como una fosa) o cerrado (por ejemplo, encerrado como un tubo o conducto).

Cualquiera de los componentes consumibles del ensayo, por ejemplo, la superficie que contiene los sitios de ensayo o cualquier componente de sellado, puede fabricarse a partir de un material flexible, por ejemplo, un material de polímero elastomérico, para ayudar en el sellado. Las superficies pueden ser o fabricarse para que sean hidrófobas o contengan regiones hidrófobas para minimizar la fuga de muestras acuosas de los sitios de ensayo (por ejemplo, micropocillos).

El componente de sellado puede ser esencialmente del mismo tamaño que la superficie que contiene los sitios de ensayo o puede tener un tamaño diferente. En algunos casos, el componente de sellado tiene aproximadamente el mismo tamaño que la superficie que contiene los sitios de ensayo y se acopla sustancialmente con toda la superficie de la superficie que contiene los sitios de ensayo. En otros casos, el componente de sellado es más pequeño que la superficie que contiene los sitios de ensayo y/o el componente de sellado sólo se acopla con una porción de la superficie que contiene los sitios de ensayo.

En algunas realizaciones, los sitios de ensayo son pocillos que pueden tener todos aproximadamente el mismo volumen. En otras realizaciones, los pocillos pueden tener diferentes volúmenes. El volumen de cada pocillo individual puede seleccionarse para que sea apropiado para facilitar cualquier protocolo de ensayo particular. Por ejemplo, en un conjunto de realizaciones en las que es deseable limitar el número de perlas por pocillo, el volumen de los pocillos puede oscilar desde attolitros o menos hasta nanolitros o más dependiendo del tamaño y la forma de las perlas, la técnica de detección y el equipo empleado, el número y la densidad de los sitios de ensayo en el sustrato y la concentración esperada de perlas en el fluido aplicado a la superficie que contiene los pocillos, etc. En una realización, el tamaño de los pocillos puede seleccionarse de manera que sólo una única perla usada para la captura de analitos puede estar completamente contenida dentro del pocillo. Según una realización de la presente invención, los sitios de ensayo (por ejemplo, recipientes/pocillos de reacción) pueden tener un volumen de entre aproximadamente 1 femtolitro y aproximadamente 1 picolitro, entre aproximadamente 1 femtolitro y aproximadamente 100 femtolitros, entre aproximadamente 10 attolitros y aproximadamente 100 picolitros, entre aproximadamente 1 picolitro y aproximadamente 100 picolitros, entre aproximadamente 1 femtolitro y aproximadamente 1 picolitro, o entre aproximadamente 30 femtolitros y aproximadamente 60 femtolitros. En algunos casos, los sitios de ensayo (por ejemplo, recipientes de reacción) tienen un volumen de menos de aproximadamente 1 picolitro, menos de aproximadamente 500 femtolitros, menos de aproximadamente 100 femtolitros, menos de aproximadamente 50 femtolitros o menos de aproximadamente 1 femtolitro. En algunos casos, los recipientes de reacción tienen un volumen de aproximadamente 10 femtolitros, aproximadamente 20 femtolitros, aproximadamente 30 femtolitros, aproximadamente 40 femtolitros, aproximadamente 50 femtolitros, aproximadamente 60 femtolitros, aproximadamente 70 femtolitros, aproximadamente 80 femtolitros, aproximadamente 90 femtolitros o aproximadamente 100 femtolitros.

En realizaciones en las que la pluralidad de sitios de ensayo comprende una pluralidad de recipientes/pocillos de reacción que tienen una forma que es esencialmente la de un cilindro circular, el tamaño de los sitios de ensayo puede basarse en el tamaño de las perlas que se usarán en un protocolo de ensayo y puede diseñarse para garantizar que el número de pocilios que contienen más de una sola perla sea mínimo. En algunos casos, el diámetro máximo permisible del pocillo (por ejemplo, sitio de ensayo) puede calcularse según la ecuación 3:

2 *Radio de la peria+^

(Ec. 3)

y/o la profundidad de pocillo (por ejemplo, sitio de ensayo) máxima permisible puede calcularse según la ecuación 4:

Radio de la perla ^ (4 * Radio de la perla * Diámetro del pocillo- Diámetro del pocilio2) (Ec.4)

La profundidad mínima permisible del pocillo (por ejemplo, sitio de ensayo) y el diámetro mínimo permisible del pocillo (por ejemplo, sitio de ensayo) para garantizar que una sola perla pueda estar contenida en el pocillo (por ejemplo, sitio de ensayo), en la mayoría de las realizaciones, no serán menores que el diámetro promedio de la perla. Tener un recipiente de reacción del tamaño adecuado que permita que no haya más de una sola perla presente en un recipiente de reacción puede proporcionar una mejor capacidad para resolver perlas individuales, lo que permite una mayor precisión con respecto a la determinación de una medida de la concentración de moléculas de analito en un fluido de muestra en determinados ensayos.

En algunas realizaciones, la profundidad promedio de los pocillos está entre aproximadamente 1,0 y aproximadamente 1,7 veces, entre aproximadamente 1,0 veces y aproximadamente 1,5 veces, entre aproximadamente 1,0 veces y aproximadamente 1,3 veces, o entre aproximadamente 1,1 veces y aproximadamente 1,4 veces el diámetro promedio de las perlas En algunas realizaciones, el diámetro promedio de los sitios de ensayo está entre aproximadamente 1,0 veces y aproximadamente 1,9 veces, entre aproximadamente 1,2 veces y aproximadamente 1,7 veces, entre aproximadamente 1,0 veces y aproximadamente 1,5 veces, o entre aproximadamente 1,3 veces y aproximadamente 1,6 veces el diámetro promedio de las perlas. En una realización particular, la profundidad promedio de los sitios de ensayo está entre aproximadamente 1,0 veces y aproximadamente 1,5 veces el diámetro promedio de las perlas y el diámetro promedio de los sitios de ensayo está entre aproximadamente 1,0 veces y aproximadamente 1,9 veces el diámetro promedio de las perlas.

El número total de sitios de ensayo y/o la densidad de sitios de ensayo presentes en la superficie de un consumible de ensayo puede depender de la composición y el uso final del consumible de ensayo. Por ejemplo, el número de sitios de ensayo empleados puede depender de si se emplean perlas en el ensayo que va a realizarse, si es así, el número de perlas que van a usarse, el presunto intervalo de concentración de analito en la(s) muestra(s) que va(n) a someterse a prueba con el ensayo, el método de detección, el tamaño de las perlas, el tipo de entidad de detección (por ejemplo, agente de marcaje libre en disolución, agente de marcaje precipitante, etc.). Los consumibles de ensayo que contienen desde aproximadamente 2 hasta muchos miles de millones de sitios de ensayo (o el número total de sitios de ensayo) pueden fabricarse usando una variedad de técnicas y materiales. El consumible de ensayo puede comprender entre mil y un millón de sitios de ensayo por muestra que va a analizarse. En algunos casos, el consumible de ensayo comprende más de un millón de sitios de ensayo. En algunas realizaciones, el consumible de ensayo comprende entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 50.000, entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 1.000.000, entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 10.000, entre aproximadamente 10.000 y aproximadamente 100.000, entre aproximadamente 100.000 y aproximadamente 1.000.000, entre aproximadamente 100.000 y aproximadamente 500.000, entre aproximadamente 1.000 y aproximadamente 100.000, entre aproximadamente 50.000 y aproximadamente 100.000, entre aproximadamente 20.000 y aproximadamente 80.000, entre aproximadamente 30.000 y aproximadamente 70.000, entre aproximadamente 40.000 y aproximadamente 60.000, o similares de sitios de ensayo. En algunas realizaciones, el consumible de ensayo comprende aproximadamente 10.000, aproximadamente 20.000, aproximadamente 50.000, aproximadamente 100.000, aproximadamente 150.000, aproximadamente 200.000, aproximadamente 300.000, aproximadamente 500.000, aproximadamente 1.000.000 o más de sitios de ensayo.

La matriz de sitios de ensayo puede disponerse sobre una superficie sustancialmente plana o en una disposición tridimensional no plana. Los sitios de ensayo pueden disponerse en un patrón regular o pueden distribuirse al azar. En una realización específica, el consumible de ensayo es un patrón regular de sitios en una superficie sustancialmente plana que permite abordar los sitios de ensayo en el plano de coordenadas X-Y. La matriz también puede contener características fiduciarias (por ejemplo, pocillos con formas únicas, pocillos dopados con fluorescencia, etc.) que permiten alinear múltiples imágenes y matrices.

En algunos casos, una pluralidad de sitios de ensayo en un consumible de ensayo pueden estar parcialmente o completamente rodeados por al menos un canal y/o foso. El canal y/o el foso pueden ayudar a contener el líquido (por ejemplo, un fluido de muestra) que se desborda de la matriz y/o pueden ayudar a dirigir la retirada y/o el flujo del exceso de fluido (por ejemplo, durante el sellado de la matriz con un componente de sellado). Por ejemplo, la figura 2H muestra el canal 33/fosa abierto que rodea parcialmente la matriz 34 en un solo lado de la misma, la figura 2I muestra el canal 33 que rodea parcialmente la matriz 34 en tres lados, y la figura 2J muestra el canal 33 que rodea completamente la matriz 34. Una porción del consumible de ensayo que no comprende ningún sitio de ensayo puede o no estar presente entre el canal y los sitios de ensayo. En las figuras 2H-2K, hay un área 53 entre el canal 33 y el área que comprende los sitios 34 de ensayo. El tamaño del canal (por ejemplo, ancho, profundidad, largo), la forma del canal y/o la proximidad del canal a la matriz (por ejemplo, cuánta distancia hay entre los sitios de ensayo y el canal) puede seleccionarse basándose en los parámetros de la configuración específica del sistema (por ejemplo, basándose en la cantidad de fluido proporcionado, etc.). El canal puede o no tener la misma forma (por ejemplo, ancho, profundidad) a lo largo de toda la longitud del canal. Por ejemplo, la figura 2K muestra el canal 33 que rodea parcialmente la matriz 25, en el que el segmento 36 del canal es más estrecho y/o menos profundo que el segmento 37. Los expertos habituales en la técnica podrán determinar otras variaciones apropiadas, por ejemplo, los segmentos 36 pueden ser más anchos/más profundos que el segmento 37. La flecha 35 en las figuras 2H-2K indican la dirección de aplicación de un componente de sellado, en algunos casos. En realizaciones en las que el componente de sellado se aplica direccionalmente (por ejemplo, tal como se indica por la flecha 35), el segmento de canal/fosa en el lado de la matriz en el que se aplica por última vez el componente de sellado (por ejemplo, 51) puede ser más grande (por ejemplo, más ancho, más profundo, etc.) en comparación con los otros segmentos del canal (por ejemplo, de manera que cualquier fluido que se fuerce a través de la matriz debido a la aplicación del componente de sellado se canalice al interior de y contenga completamente ese segmento del canal). En algunos casos, el canal puede estar conectado fluídicamente a un receptáculo de recogida de desechos (por ejemplo, de manera que no se acumule líquido en el canal).

En algunas realizaciones, los sitios de ensayo se forman en un material sólido. Tal como apreciarán los expertos en la técnica, el número de materiales potencialmente adecuados en los que pueden formarse los sitios de ensayo es muy grande e incluye, pero no se limita a, vidrio (incluyendo vidrio modificado y/o funcionalizado), plásticos (incluyendo acrílicos, poliestireno y copolímeros de estireno y otros materiales, policarbonato, polipropileno, polietileno, polibutileno, poliuretanos, copolímero de olefina cíclica (COC), polímero de olefina cíclica (COP), poli(tereftalato de etileno) (PET), Teflon®, polisacáridos, nailon o nitrocelulosa, etc.), elastómeros (tales como poli(dimetilsiloxano) y poliuretanos), materiales compuestos, cerámica, sílice o materiales a base de sílice (incluyendo silicio y silicio modificado), carbono, metales, haces de fibra óptica, o similares. En determinadas realizaciones, el material del sustrato puede seleccionarse para permitir la detección óptica sin autofluorescencia apreciable. En determinadas realizaciones, los sitios de ensayo pueden formarse en un material flexible.

Los sitios de ensayo en una superficie pueden formarse usando una variedad de técnicas conocidas en la técnica, que incluyen, pero no se limitan a, fotolitografía, técnicas de grabado/estampado, técnicas de moldeado, técnicas de grabado con ácido, micromecanizado o similares. Tal como apreciarán los expertos en la técnica, la técnica usada puede depender de una variedad de factores, tales como la composición y la forma del/de los material(es) que forma(n) el consumible de ensayo y el tamaño, número, forma, densidad y patrón/distribución de los sitios de ensayo.

En una realización particular, se forma un consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo creando micropocillos en un extremo de un haz de fibra óptica y utilizando una superficie plana compatible como componente de sellado. Los expertos en la técnica conocerán los métodos para crear recipientes de reacción en el extremo de un haz de fibra óptica. Por ejemplo, el diámetro de las fibras ópticas, la presencia, el tamaño y la composición del núcleo y las regiones de revestimiento de la fibra, y la profundidad y especificidad del grabado con ácido pueden variar según la técnica de grabado con ácido elegida para que puedan formarse micropocillos del volumen deseado. En determinadas realizaciones, el procedimiento de grabado con ácido crea micropocillos grabando con ácido preferentemente el material del núcleo de las fibras de vidrio individuales en el haz de manera que cada pocillo esté aproximadamente alineado con una sola fibra y aislado de los pocillos adyacentes por el material de revestimiento. Las posibles ventajas del formato de matriz de fibra óptica consisten en que puede producir de miles a millones de recipientes de reacción sin procedimientos de microfabricación complicados y que puede proporcionar la capacidad de observar y abordar ópticamente muchos recipientes de reacción simultáneamente. Los expertos en la técnica conocerán los métodos de formación y ventajas con respecto a las matrices de fibra óptica, por ejemplo, tal como se describe en los descritos en la publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2007-0259448 (n.° de serie. 11/707.385), presentada el 16 de febrero de 2007, titulada “METHODS AND ARRAYS FOR TARGET ANALYTE DETECTION AND DETERMINATION OF TARGET ANALYTE CONCENTRATION IN SOLUTION”, de Walt et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2007-0259385 (n.° de serie 11/707,383), presentada el 16 de febrero de 2007, titulada “METHODS AND ARRAYS FOR DETECTING CELLS AND CELLULAR COMPONENTS IN SMALL DEFINED VOLUMES”, de Walt et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2007-0259381 (n.° de serie 11/707.384), presentada el 16 de febrero de 2007, titulada “METHODS AND ARRAYS FOR TARGET ANALYTE DETECTION AND DETERMINATION OF REACTION COMPONENTS THAT AFFECT A REACTION”, de Walt et al.; solicitud de patente internacional n.° PCT/US2007/019184, presentada el 30 de agosto de 2007, titulada “METHODS OF DETERMINING THE CONCENTRATION OF AN ANALYTE IN SOLUTION”, de Walt et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-0075862 (n.° de serie 12/236484), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “HIGH SENSITIVITY DETERMINATION OF THE CONCENTRATION OF ANALYTE MOLECULES OR PARTICLES IN A FLUID SAMPLE”, de Duffy et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-00754072 (n.° de serie 12/236486), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES ON SINGLE MOLECULE ^aR^rAYS”, de Duffy et al., publicación de solicitud de patente estadounidense US-2010-0075439 (n.° de serie 12/236488), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES BY CAPTURE-AND-RELEASE USING REDUCING AGENTS FOLLOWED BY QUANTIFICATION”, de Duffy et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-0075355 (n.° de serie 12/236490), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF ENZYMES BY CAPTURE-AND-RELEASE FOLLOWED BY QUANTIFICATION”, de Duffy et al.; solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 12/731130, presentada el 24 de marzo de 2010, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES OR PARTICLES USING BEADS OR OTHER CAPTURE OBJECTS”, de Duffy et al.; solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 12/731135, presentada el 24 de marzo de 2010, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES USING DUAL DETECTION METHODS”, de Duffy et al.; de solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 12/731136, presentada el 24 de marzo de 2010, titulada “METHODS AND SYSTEMS FOR EXTENDING DYNAMIC RANGE IN ASSAYS FOR THE DETECTION OF MOLECULES OR PARTICLES”, de Duffy et al.

Alternativamente, los recipientes de reacción pueden colocarse, imprimirse o fabricarse fotolitográficamente sobre una superficie del consumible de ensayo mediante técnicas conocidas en la técnica; véanse, por ejemplo, los documentos WO95/25116; WO95/35505; PCT US98/09163; patentes estadounidenses n.os 5.700.637, 5.807.522, 5.445.934, 6.406.845 y 6.482.593. En determinadas realizaciones, un consumible de ensayo de la invención puede configurarse para comprender una pluralidad de superficies que contienen un grupo de sitios de ensayo, en el que cada pluralidad de superficies que contiene un grupo de sitios de ensayo está separada espacialmente de otras superficies de este tipo, por ejemplo, al estar contenida en una serie de cámaras espacialmente aisladas (por ejemplo, de manera que cada grupo de sitios de ensayo pueda aislarse fluídicamente de cada otro grupo de sitios de ensayo y/o de manera que cada grupo de sitios de ensayo contenga una muestra distinta). En algunas de tales realizaciones, un consumible de ensayo puede comprender una pluralidad de cámaras separadas espacialmente, en el que cada una de las cámaras separadas espacialmente contiene una superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo. Es decir, el consumible de ensayo comprende una pluralidad de áreas en el que cada área contiene una pluralidad de sitios de ensayo.

Por ejemplo, la figura 2A muestra el consumible 398 de ensayo que comprende una pluralidad de cámaras 400 separadas espacialmente, en el que cada cámara separada espacialmente comprende una superficie 402 que contiene una pluralidad de sitios de ensayo. En este ejemplo, el consumible de ensayo puede incluir opcionalmente una tapa 404 que comprende componentes 405 de sellado construidos y colocados para acoplarse y desconectarse de las cámaras 400 separadas espacialmente. Al acoplarse los componentes 405 de sellado, cada una de las cámaras separadas espacialmente se aísla fluídicamente de las otras cámaras y cada uno de los sitios de ensayo en cada una de las cámaras aisladas fluídicamente se aísla fluídicamente de los otros sitios de ensayo en la misma cámara aislada fluídicamente.

En la figura 2B se muestra otro ejemplo de un consumible de ensayo que comprende una pluralidad de cámaras aisladas espacialmente y configuradas en forma de disco. Tales discos pueden fabricarse mediante procedimientos de gran volumen, tales como moldeo por inyección y grabado, que se usan para fabricar CD y DVD. El disco 410 de consumible de ensayo incluye una pluralidad de cámaras 412, cada una de las cuales comprende una superficie que contiene una pluralidad de sitios de ensayo, cuyas cámaras están situadas alrededor del disco 410. El disco puede configurarse para estar asociado con un manipulador de consumibles de ensayo, tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, de manera que el disco pueda girar alrededor del centro 414). Cada cámara 412 comprende un canal, en la que los sitios de ensayo se colocan dentro del canal (por ejemplo, un canal abierto o cerrado) en las superficies 420. En una realización particular, el canal está cerrado. La porción expandida de la figura 2B muestra una vista detallada de una sola cámara 412 que comprende una primera abertura 416, una segunda abertura 418 y una pluralidad de sitios de ensayo formados en la superficie 420. Puede introducirse la muestra, así como otros fluidos, por ejemplo, fluidos que contienen perlas, fluidos de enjuague, fluidos de sellado reactivos, etc. en el canal a través de las aberturas. El tamaño del canal puede seleccionarse basándose en las necesidades particulares del ensayo y/u otros componentes del sistema, el tamaño de las perlas, etc. En algunos casos, el canal tiene un ancho 422 y/o una profundidad de entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 100 mm, entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 50 mm, entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 20 mm, entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 10 mm, o aproximadamente 1 mm, aproximadamente 2 mm, aproximadamente 3 mm, aproximadamente 4 mm, aproximadamente 5 mm, aproximadamente 6 mm, aproximadamente 7 mm, aproximadamente 8 mm, aproximadamente 9 mm, aproximadamente 10 mm o más. El canal puede tener una longitud 424 entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 100 mm, entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 50 mm, entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 20 mm, entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 20 mm, o aproximadamente 10 mm, aproximadamente 11 mm, aproximadamente 12 mm, aproximadamente 13 mm, aproximadamente 14 mm, aproximadamente 15 mm, aproximadamente 16 mm, aproximadamente 17 mm, aproximadamente 18 mm, aproximadamente 19 mm, aproximadamente 20 mm o más. La forma de los canales puede variar o puede ser constante a lo largo de su longitud y/o ancho y puede ser sustancialmente cuadrada, rectangular, ovalada, esférica, etc. en sección transversal. El diámetro de las entradas puede estar entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 10 mm, o aproximadamente 1 mm, aproximadamente 2 mm, aproximadamente 3 mm, aproximadamente 4 mm, aproximadamente 5 mm, aproximadamente 6 mm, aproximadamente 7 mm, aproximadamente 8 mm, aproximadamente 9 mm, aproximadamente 10 mm, o mayor.

Las figuras 17A-17N ilustran realizaciones de disposiciones alternativas del consumible de ensayo que se muestra en la figura 2B. Por ejemplo, las cámaras de los consumibles de ensayo en diversas realizaciones pueden variar con respecto a una o más de las siguientes características: la forma de la cámara, la ubicación de los sitios de ensayo en la cámara, la ubicación, la presencia y/o ausencia de, y/o tamaño de los puertos de entrada y/o salida, la presencia de un depósito de fluido, etc. Por ejemplo, en la figura 17, la cámara 600 comprende una entrada 602, una salida 604 y una pluralidad de sitios de ensayo en la región 606. En esta realización, tal como se muestra en la vista lateral, la pluralidad de sitios 606 de ensayo están formados en la capa 612 de material inferior y están contenidos en el canal 614. El canal 614 está formado entre la capa 612 de material inferior y la capa 610 de material superior, en el que la entrada 602 y la salida 604 también se forman en la capa 610 de material superior.

La figura 17B muestra una disposición similar a la de la figura 17A, excepto que la entrada 602 y la salida 604 están formadas en la capa 612 de superficie inferior. La figura 17C muestra otra disposición similar, excepto que el canal 614 comprende un depósito 616 de fluido que está diseñado como un depósito para fluidos usados en un ensayo. En esta figura, el depósito 616 de fluido está asociado con la ventilación 618 de aire que permite el desplazamiento del aire desde el depósito 616 de fluido. El tamaño del depósito de fluido puede diseñarse de manera que el depósito de fluido sea capaz de contener una cantidad requerida de exceso de fluido dependiendo de las especificaciones de un ensayo realizado usando el consumible de ensayo. La figura 17D muestra una disposición similar a la de la figura 17C, excepto que la entrada 602 y la ventilación 618 de aire están formadas en la capa 612 de superficie inferior. Las figuras 17E y 17F muestran disposiciones similares a las mostradas en las figuras 17A y 17B respectivamente, excepto que la forma y el tamaño de las cámaras, los canales y la región de sitios de ensayo son diferentes. De manera similar, las figuras 17^hy 17I muestran disposiciones similares a las mostradas en las figuras 17A/17E y 17B/17F respectivamente, excepto que la forma y el tamaño de las cámaras, los canales y la región de sitios de ensayo son diferentes. La figura 17G muestra disposiciones similares a las mostradas en la figura 17E, excepto que el depósito 616 de fluido está configurado de manera diferente.

Las figuras 17J-17N muestran consumibles de ensayo en forma de disco que tienen diversas distribuciones de cámaras 600 en ellos, similares al consumible de ensayo mostrado en la figura 17B. En particular, las figuras 17J y 17K ilustran que un número variable de cámaras puede estar presente en el disco (por ejemplo, la figura 17J ilustra un disco con un número menor de cámaras en comparación con la figura 17K). Las figuras 17J/17K, 17L, 17M y 17N ilustran las diferentes formas y tamaños de las cámaras en un disco (por ejemplo, las figuras 17J/17K ilustran cámaras más estrechas en comparación con las figuras 17L o 17M), diferentes ubicaciones de entradas y/o salidas (por ejemplo, la figura 17L ilustra la entrada 602 más cerca del centro del disco y la figura 17M ilustra la entrada 602 más cerca del borde exterior del disco) y/o la presencia de un depósito de fluido (por ejemplo, véase la figura 17N).

Los discos ilustrados en las figuras 17L-17N también comprenden una etiqueta 613 de identificación legible por ordenador en los mismos. Los ejemplos no limitativos de etiquetas de identificación adecuadas pueden ser códigos de barras o chips de identificación por radiofrecuencia (RFID). La etiqueta de identificación puede usarse para una variedad de propósitos, tales como para la autenticación y/o verificación de identidad, tipo, número de lote, fecha de caducidad, etc. del consumible de ensayo y/o su contenido. La verificación puede lograrse, por ejemplo, a través de un escáner óptico o un lector de proximidad RFID (dependiendo del tipo de etiqueta(s) de identificación empleada(s)) que se proporciona en ubicaciones adecuadas en un manipulador de consumibles de ensayo y/o un sistema de obtención de imágenes para su uso con el consumible 600 de ensayo. En determinadas realizaciones, la información de un identificador puede almacenarse para propósitos de futura referencia y mantenimiento de registros. Puede usarse cualquier identificador adecuado, tal como una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID), un código de barras, un número de serie, una etiqueta de color, una etiqueta fluorescente u óptica (por ejemplo, usando puntos cuánticos), compuestos químicos, una etiqueta de radio o una etiqueta magnética. La detección de identificadores puede lograrse mediante una variedad de métodos conocidos por los expertos habituales en la técnica. El método de detección depende en parte del identificador particular y puede incluir, por ejemplo, obtención de imágenes, detección de fluorescencia, espectroscopia, microscopía, etc. En una realización, se usa una etiqueta RFID como identificador. La etiqueta RFID puede incluir un circuito integrado (por ejemplo, para almacenar y procesar información, modular y demodular una señal de radiofrecuencia (RF)) y una antena para recibir y transmitir la señal. La etiqueta RFID puede ser pasiva, semipasiva (por ejemplo, asistida por batería) o activa. Debe entenderse que las etiquetas RFID son conocidas en la técnica y que puede incorporarse cualquier etiqueta RFID adecuada en los componentes de un consumible de ensayo descrito en el presente documento.

La figura 2C muestra aún otro ejemplo no limitativo de un consumible de ensayo. En esta figura, el consumible 431 de ensayo comprende una pluralidad de cámaras separadas espacialmente que pueden aislarse fluídicamente de las otras cámaras separadas espacialmente. Un grupo de sitios de ensayo está colocado en cada cámara 434 separada espacialmente, que comprende un canal que tiene una primera abertura 433 y una segunda abertura 435. Pueden proporcionarse diversos fluidos y otros componentes a través de las aberturas. En esta realización, la tapa está configurada para deslizarse sobre el cuerpo del componente de ensayo. Además, la tapa porta componente(s) de sellado que se mueve(n) en relación con las cámaras separadas espacialmente al mover la tapa entre una posición abierta (por ejemplo, tal como se muestra en la figura 2D) y una posición cerrada (por ejemplo, tal como se muestra en la figura 2E). En la posición abierta, hay al menos una abertura para acceder a cada una de las cámaras aisladas fluídicamente, mientras que con la tapa en la posición cerrada, los componentes de sellado sellan fluídicamente las cámaras. En este ejemplo, cada cámara aislada fluídicamente también comprende al menos un limpiador 430, en la que el limpiador está construido y colocado de manera que al mover la tapa desde una posición abierta hasta una cerrada, cada limpiador se mueve en contacto deslizante con la superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo contenidos en cada una de las cámaras separadas espacialmente (por ejemplo, retirando de ese modo cualquier perla presente en la superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de recipientes de reacción y que no está contenida sustancialmente en un sitio de ensayo).

Aún otra realización a modo de ejemplo se muestra en la figura 2F. En esta figura, el consumible 439 de ensayo comprende una pluralidad de cámaras 436 separadas espacialmente que están fluídicamente aisladas de las otras cámaras separadas espacialmente. Un grupo de sitios 444 de ensayo está colocado en cada cámara 436 separada espacialmente, que comprende un canal que tiene una primera abertura 437 y una segunda abertura 438. La figura 2G representa la función del canal, incluyendo el uso de un cargador de muestras, un cargador de reactivos, un sellador/limpiador y un sistema de obtención de imágenes. El uso y la función del canal pueden ser similares a los de la realización en las figuras 8A-8G. En la figura 2G, la punta 440 de entrada, la punta 442 de salida, comprenden al menos una porción del cargador de muestras, el cargador de reactivos, el sellador y el limpiador del ilustrado inyectando secuencialmente en diferentes momentos durante el transcurso de un fluido 446 de muestra de ensayo (izquierda), fluido 448 reactivo (segundo desde la izquierda), y un fluido 450 de sellado/limpieza (segundo desde la derecha) sobre los sitios 444 de ensayo, y luego explorando los sitios de ensayo con el sistema 452 de obtención de imágenes (derecha).

En algunas realizaciones, los sistemas que emplean un consumible de ensayo que comprende un canal de fluido (por ejemplo, que comprende una pluralidad de sitios de ensayo) pueden incluir un sistema detector de burbujas de aire configurado para determinar la presencia y/o ausencia de aire en el/los canal(es) de fluido del consumible de ensayo (por ejemplo, una burbuja de aire en el canal por encima de la pluralidad de sitios de ensayo). Puede ser importante detectar la presencia de una burbuja de aire, ya que una burbuja de aire colocada por encima de la pluralidad de sitios de ensayo puede afectar la capacidad de determinar una señal precisa de todos o una parte de los sitios de ensayo y, por tanto, puede, por ejemplo, sesgar o alterar los resultados de la determinación de una concentración de una molécula o partícula de analito en una muestra de ensayo.

Por ejemplo, si el sistema de obtención de imágenes está configurado para procesar una señal que tenga en cuenta la presencia de un determinado grosor de fluido por encima de los sitios de ensayo, la presencia de aire puede alterar la señal de manera que la determinación de la señal proporcione resultados incorrectos y/o inexactos. Los expertos habituales en la técnica conocerán métodos y sistemas adecuados para determinar la presencia de una burbuja de aire en un canal.

La figura 18 representa un ejemplo no limitativo de un sistema detector de burbujas de aire. La cámara 620 de un consumible de ensayo comprende la entrada 630, el depósito 634 de fluido, la ventilación 632 de aire y una matriz 622 de sitios de ensayo contenidos en el canal 627. El sistema detector de burbujas de aire comprende un primer reflector 624 y un segundo reflector 626 en el consumible 600 de ensayo, que interactúa con una fuente 636 de luz (por ejemplo, LED) y un detector 638 del sistema de ensayo. La luz emitida por la fuente 636 de luz es reflejada por el primer reflector 624 de manera que la luz (por ejemplo, tal como se indica por la línea 640) pasa a través del canal 622 por encima de la matriz 622 de sitios de ensayo e incide sobre el segundo reflector 626, que la redirige hacia un detector 638. La presencia de una burbuja de aire en el canal 627 puede determinarse basándose en la señal detectada por el detector 638. Por ejemplo, la presencia de una burbuja de aire en el canal 627 puede reducir la intensidad y/o la cantidad de luz transmitida desde la fuente 636 de luz hasta el detector 638.

Perlas a modo de ejemplo

Tal como se describió anteriormente, algunos de los sistemas de esta divulgación son particularmente adecuados para ensayos que usan perlas para la captura de analitos (por ejemplo, sistemas que incluyen limpiadores y/o cargadores de perlas). Las perlas que pueden usarse para la captura de analitos pueden ser de cualquier forma o tamaño adecuado. Los ejemplos no limitativos de formas adecuadas incluyen esferas (es decir, esencialmente esféricas), cubos (es decir, esencialmente cúbicos), elipsoides (es decir, esencialmente elipsoidales), tubos, láminas, formas irregulares, etc. En determinadas realizaciones, el diámetro promedio (si es sustancialmente esférica) o la dimensión máxima promedio de la sección transversal (para otras formas) de una perla puede ser superior a aproximadamente 0,1 um (micrómetro), superior a aproximadamente 1 um, superior a aproximadamente 10 um, superior a aproximadamente 100 um, superior a aproximadamente 1 mm, o similares. En otras realizaciones, el diámetro promedio de una perla o la dimensión máxima de una perla en una dimensión puede estar entre aproximadamente 0,1 um y aproximadamente 100 um, entre aproximadamente 1 um y aproximadamente 100 um, entre aproximadamente 10 um y aproximadamente 100 um, entre aproximadamente 0,1 um y aproximadamente 1 mm, entre aproximadamente 1 um y aproximadamente 10 mm, entre aproximadamente 0,1 um y aproximadamente 10 um, o similares. El “diámetro promedio” o “dimensión máxima promedio de la sección transversal” de una pluralidad de perlas, tal como se usa en el presente documento, es la media aritmética de los diámetros/dimensiones máximas de la sección transversal de las perlas. Los expertos habituales en la técnica podrán determinar el diámetro promedio/dimensión máxima de la sección transversal de una población de perlas, por ejemplo, usando dispersión de luz láser, microscopía, análisis por tamiz u otras técnicas conocidas. Por ejemplo, en algunos casos, puede usarse un contador Coulter para determinar el diámetro promedio de una pluralidad de perlas.

Las perlas utilizadas para la captura de analitos pueden fabricarse a partir de uno o más materiales adecuados, por ejemplo, plásticos o polímeros sintéticos (por ejemplo, polietileno, polipropileno, poliestireno, poliamida, poliuretano, polímeros fenólicos o nitrocelulosa, etc.), polímeros de origen natural (caucho de látex, polisacáridos, polipéptidos, etc.), materiales compuestos, cerámica, sílice o materiales a base de sílice, carbono, metales o compuestos metálicos (por ejemplo, que comprenden oro, plata, acero, aluminio, cobre, etc.), vidrios inorgánicos, sílice, y una variedad de otros materiales adecuados.

En algunas realizaciones, puede emplearse más de un tipo de perla para la captura de analitos. En algunos casos, cada tipo de perla puede incluir una superficie con diferente especificidad de unión. Además, cada tipo de perla puede tener una señal óptica única (u otra detectable), de manera que cada tipo de perla sea distinguible para cada uno de los otros tipos de perlas, por ejemplo, para facilitar los ensayos multiplexados. En estas realizaciones, puede cuantificarse y/o detectarse más de un tipo de molécula de analito en un único método de ensayo multiplexado. Por supuesto, tal como se discutió previamente, en determinadas realizaciones, las perlas son perlas magnéticas.

Métodos a modo de ejemplo

Los sistemas y dispositivos de la invención y la divulgación pueden emplearse para su uso en la práctica de una amplia variedad de métodos, tales como métodos de ensayo, tal como será evidente para los expertos en la técnica. Estos métodos no forman parte de la invención reivindicada. En algunos casos, el uso de los sistemas de la invención u otros sistemas permite automatizar los métodos de la invención. Es decir, los métodos pueden llevarse a cabo usando sistemas que están configurados para llevar a cabo las etapas (o al menos una etapa) con poca o ninguna intervención humana una vez que ha comenzado el método.

Algunos ejemplos de la divulgación proporcionan un método automatizado para formar una pluralidad de sitios de ensayo sellados que pueden usarse para realizar un ensayo. En algunos casos, el método comprende las etapas de asociar operativamente un consumible de ensayo que tiene una superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo con un aparato de sellador que comprende un sellador (por ejemplo, tal como se describió anteriormente) y un controlador (por ejemplo, configurado para hacer funcionar el sellador automáticamente) y aplicar un componente de sellado (por ejemplo, tal como se describe en el presente documento e incluye, pero no se limita a, un fluido de sellado, una capa adhesiva a presión, una película, etc.) a la pluralidad de sitios de ensayo con el aparato de sellador. Después de la aplicación del componente de sellado, puede formarse una pluralidad de sitios de ensayo sellados, en los que el contenido de cada sitio de ensayo sellado está sustancialmente aislado del contenido de cada uno de la otra pluralidad de sitios de ensayo sellados. En algunos casos, se proporciona una pluralidad de perlas a la pluralidad de sitios de ensayo de manera que al menos algunos de los sitios de ensayo contengan al menos una perla. Las perlas pueden proporcionarse y/o estar contenidas en los sitios de ensayo usando un cargador de perlas (por ejemplo, tal como se describe en el presente documento). Las perlas pueden estar asociadas o no con una molécula o partícula de analito. En algunos casos, pueden retirarse sustancialmente todas las perlas que están en la superficie del consumible de ensayo que contiene la pluralidad de sitios de ensayo que no están contenidas sustancialmente en un sitio de ensayo (por ejemplo, usando un limpiador, tal como se describe en el presente documento).

En otro ejemplo, se proporciona un método para insertar perlas en recipientes de reacción en un consumible de ensayo. El método puede comprender generar un campo magnético en la proximidad de una superficie del consumible de ensayo que comprende una pluralidad de la reacción, en el que el vector de campo magnético del campo magnético se dirige desde la superficie hacia el fondo de los recipientes de reacción y/o hacia el perímetro de la superficie. Puede suministrarse una pluralidad de perlas magnéticas próximas a la superficie. Las perlas pueden insertarse en los recipientes de reacción provocando un movimiento relativo entre las perlas magnéticas y los recipientes de reacción (por ejemplo, usando un cargador de perlas, tal como se describe en el presente documento). La creación de movimiento relativo se describe en el presente documento y puede provocarse moviendo un campo magnético en relación con la superficie del consumible de ensayo que contiene la pluralidad de sitios de ensayo o moviendo el consumible de ensayo en relación con el campo magnético, provocando el movimiento de un fluido que rodea sustancialmente las perlas, o similares. En algunos casos, después de la etapa de creación, una primera porción de las perlas magnéticas está contenida en los recipientes de reacción y una segunda porción de las perlas magnéticas se coloca en la superficie del consumible de ensayo, pero no contenida dentro de un recipiente de reacción. La segunda porción de perlas puede retirase (por ejemplo, usando un limpiador, tal como se describe en el presente documento).

En aún otro ejemplo, se proporciona un método para formar una pluralidad de recipientes de reacción sellados para realizar un ensayo. El método puede comprender en primer lugar asociar un consumible de ensayo que tiene una superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo con un componente de sellado (por ejemplo, líquido, película, etc.) aplicando el componente de sellado a la superficie (por ejemplo, usando un sellador, tal como se describe en el presente documento). Después de la aplicación del componente de sellado, el contenido de cada sitio de ensayo puede aislarse sustancialmente del contenido de cada uno de la otra pluralidad de sitios de ensayo sin mantener ninguna presión aplicada al componente de sellado.

En aún otro ejemplo más, se proporciona un método para formar una pluralidad de recipientes de reacción sellados para realizar un ensayo. Inicialmente, un consumible de ensayo que tiene una superficie que comprende una pluralidad de sitios de ensayo puede asociarse con un componente de sellado aplicando el componente de sellado a la superficie del consumible de ensayo y aplicando presión al componente de sellado. Después de la aplicación del componente de sellado, el contenido de cada sitio de ensayo puede aislarse sustancialmente del contenido de cada uno de la otra pluralidad de sitios de ensayo. En este método, el componente de sellado comprende un adhesivo sensible a la presión en el que el adhesivo sensible a la presión se activa al aplicar la presión al componente de sellado y el adhesivo forma una unión adhesiva entre el componente de sellado y la superficie del consumible de ensayo.

Determinados métodos de la presente divulgación pueden ser útiles para caracterizar moléculas (o partículas) de analito en una muestra. En algunos casos, los métodos y/o sistemas pueden ser útiles para detectar y/o cuantificar moléculas de analito en una muestra de fluido que se sospecha que contiene al menos un tipo de molécula de analito. En algunos casos, los métodos y/o el sistema pueden diseñarse de manera que el número (o análogamente fracción) de sitios de ensayo (por ejemplo, recipientes de reacción) explorados que contienen una molécula de analito o una molécula de analito asociada con una perla pueda correlacionarse con la concentración de moléculas de analito en la muestra de fluido. Por tanto, determinados ejemplos pueden proporcionar una medida de la concentración de moléculas de analito en una muestra de fluido basándose al menos en parte en el número o fracción de sitios de ensayo que contienen una molécula de analito (o molécula de analito asociada con un componente de captura). En realizaciones en las que se emplean perlas, este número/fracción puede estar relacionado con el número total de sitios de ensayo que comprenden una perla (por ejemplo, con o sin una molécula de analito asociada o un agente de marcaje) y/o con el número total de sitios de ensayo explorados.

En determinados ejemplos, un método para detectar y/o cuantificar moléculas (o partículas) de analito en un fluido de muestra comprende inmovilizar una pluralidad de moléculas de analito con respecto a una pluralidad de perlas que incluyen, cada una, una superficie de unión que tiene afinidad por al menos un tipo de molécula (o partícula) de analito se realiza mediante los sistemas descritos en el presente documento. Por ejemplo, las perlas pueden comprender una pluralidad de componentes de captura (por ejemplo, un anticuerpo que tiene afinidad específica por una molécula de analito de interés, etc.). Al menos algunas de las perlas (por ejemplo, al menos algunas asociadas con al menos una molécula de analito) pueden separarse/segregarse espacialmente para dar una pluralidad de sitios de ensayo (por ejemplo, en un consumible de ensayo), y al menos algunos de los sitios de ensayo pueden abordarse/explorarse (por ejemplo, usando un sistema de obtención de imágenes). Puede determinarse una medida de la concentración de moléculas de analito en el fluido de muestra basado en la información recibida al abordarse los sitios de ensayo (por ejemplo, usando la información recibida del sistema de obtención de imágenes y/o procesada mediante un sistema de control implementado por ordenador). En algunos casos, una medida de la concentración de moléculas de analito en el fluido de muestra puede basarse, al menos en parte, en el número de sitios de ensayo que se determina que contienen una perla que está o estuvo asociada con al menos una molécula de analito. En otros casos y/o bajo diferentes condiciones, una medida de la concentración puede basarse, al menos en parte, en un nivel de intensidad de al menos una señal indicativa de la presencia de una pluralidad de moléculas de analito y/o perlas asociadas con una molécula de analito en uno o más de los sitios de ensayo.

En los ejemplos en los que se emplean perlas, el reparto de las perlas puede realizarse, por ejemplo, en determinadas realizaciones mediante el cargador de muestras y/o el cargador de perlas, de manera que al menos algunos (por ejemplo, una fracción estadísticamente significativa) de los sitios de ensayo comprendan al menos una o, en determinados casos, sólo una perla asociada con al menos una molécula de analito y al menos algunos (por ejemplo, una fracción estadísticamente significativa) de los sitios de ensayo comprenden una perla no asociada con ninguna molécula de analito. Las perlas asociadas con al menos una molécula de analito pueden cuantificarse en determinadas realizaciones, lo que permite de ese modo la detección y/o cuantificación de moléculas de analito en el fluido de muestra usando técnicas conocidas por los expertos habituales en la técnica.

Un método de ensayo a modo de ejemplo es tal como sigue. Se proporciona un fluido de muestra que contiene o se sospecha que contiene moléculas o partículas de analito. Un consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo se expone al fluido de muestra. En algunos casos, las moléculas de analito se proporcionan de una manera (por ejemplo, a una concentración) tal que una fracción estadísticamente significativa de los sitios de ensayo contiene una sola molécula de analito y una fracción estadísticamente significativa de los sitios de ensayo no contiene ninguna molécula de analito (por ejemplo, usando un cargador de muestras). Los sitios de ensayo pueden exponerse opcionalmente a una variedad de reactivos (por ejemplo, usando un cargador de reactivos) y/o enjuagarse (por ejemplo, usando un dispositivo de enjuague). Luego los sitios de ensayo se sellan (por ejemplo, usando un sellador) y se obtienen imágenes (por ejemplo, usando un sistema de obtención de imágenes). Luego las imágenes se analizan (por ejemplo, mediante el sistema de control implementado por ordenador) de manera que puede obtenerse una medida de la concentración de las moléculas de analito en la muestra de fluido, basándose al menos en parte, mediante la determinación del número de sitios de ensayo que contienen una molécula de analito y/o el número de sitios que no contienen ninguna molécula de analito. En algunos casos, las moléculas de analito se proporcionan de una manera (por ejemplo, a una concentración) tal que al menos algunos sitios de ensayo comprenden más de una molécula de analito. En tales realizaciones, una medida de la concentración de moléculas o partículas de analito en la muestra de fluido puede obtenerse al menos en parte en un nivel de intensidad de al menos una señal indicativa de la presencia de una pluralidad de moléculas de analito en uno o más de los sitios de ensayo.

En algunos casos, los métodos comprenden opcionalmente exponer la muestra de fluido a una pluralidad de perlas. Al menos algunas de las moléculas de analito están inmovilizadas con respecto a una perla. En algunos casos, las moléculas de analito se proporcionan de una manera (por ejemplo, a una concentración) tal que una fracción estadísticamente significativa de las perlas se asocia con una sola molécula de analito y una fracción estadísticamente significativa de las perlas no se asocia con ninguna molécula de analito. Al menos algunas de la pluralidad de perlas (por ejemplo, aquellas asociadas con una sola molécula de analito o no asociadas con ninguna molécula de analito) pueden separarse/segregarse espacialmente para dar una pluralidad de sitios de ensayo del consumible de ensayo. Los sitios de ensayo pueden exponerse opcionalmente a una variedad de reactivos (por ejemplo, usando un cargador de reactivos) y/o enjuagarse (por ejemplo, usando un dispositivo de enjuague). Luego pueden abordarse al menos algunos de los sitios de ensayo (por ejemplo, usando un sistema de obtención de imágenes) para determinar el número de sitios de ensayo que contienen una molécula de analito. En algunos casos, también puede determinarse el número de sitios de ensayo que contienen una perla no asociada con una molécula de analito, el número de sitios de ensayo que no contienen una perla y/o el número total de sitios de ensayo abordados. Tal(es) determinación/determinaciones puede(n) usarse luego para determinar una medida de la concentración de moléculas de analito en la muestra de fluido. En algunos casos, más de una molécula de analito puede asociarse con una perla y/o más de una perla puede estar presente en un sitio de ensayo.

En algunos ejemplos, las moléculas de analito (por ejemplo, opcionalmente asociadas con una perla) pueden exponerse a al menos un reactivo. En algunos casos, el reactivo puede comprender una pluralidad de ligandos de unión que tienen afinidad por al menos un tipo de molécula (o partícula) de analito. Un “ ligando de unión” es cualquier molécula, partícula o similar que se une específicamente o se asocia específicamente de otro modo con una molécula de analito para ayudar en la detección de la molécula de analito. Determinados ligandos de unión pueden comprender una entidad que puede facilitar la detección, o bien directamente (por ejemplo, a través de un resto detectable) o bien indirectamente. Un componente de un ligando de unión puede adaptarse para detectarse directamente en realizaciones en las que el componente comprende una propiedad medible (por ejemplo, una emisión de fluorescencia, un color, etc.). Un componente de un ligando de unión puede facilitar la detección indirecta, por ejemplo, al convertir un agente de marcaje precursor en un agente de marcaje (por ejemplo, un agente que se detecta en un ensayo). Por consiguiente, otro reactivo a modo de ejemplo es un agente de marcaje precursor. Un “agente de marcaje precursor” es cualquier molécula, partícula o similar, que puede convertirse en un agente de marcaje después de la exposición a un agente convertidor adecuado (por ejemplo, un componente enzimático). Un “agente de marcaje” es cualquier molécula, partícula o similar que facilita la detección, actuando como la entidad detectada, usando una técnica de detección elegida. En algunas realizaciones, el ligando de unión puede comprender un componente enzimático (por ejemplo, peroxidasa de rábano picante, beta-galactosidasa, fosfatasa alcalina, etc.). Un primer tipo de ligando de unión puede usarse o no junto con ligandos de unión adicionales (por ejemplo, segundo tipo, etc.).

Los expertos habituales en la técnica conocerán los componentes adicionales y la información relacionados con los métodos de cuantificación de moléculas de analito en una muestra de fluido, por ejemplo, los descritos en la publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2007-0259448 (n.° de serie 11/707.385), presentada el 16 de febrero de 2007, titulada “METHODS AND ARRAYS FOR TARGET ANALYTE DETECTION AND DETERMINATION OF TARGET ANALYTE CONCENTRATION IN SOLUTION”, por Walt et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2007-0259385 (n.° de serie 11/707.383), presentada el 16 de febrero de 2007, titulada “METHODS AND ARRAYS FOR DETECTING CELLS AND CELLULAR COMPONENTS IN SMALL DEFINED VOLUMES”, de Walt et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2007-0259381 (n.° de serie 11/707.384), presentada el 16 de febrero de 2007, titulada “METHODS AND ARRAYS FOR TARGET ANALYTE DETECTION AND DETERMINATION OF REACTION COMPONENTS THAT AFFECT A REACTION”, por Walt et al.; solicitud de patente internacional n.° PCT/US2007/019184, presentada el 30 de agosto de 2007, titulada “METHODS OF DETERMINING THE CONCENTRATION OF AN ANALYTE IN SOLUTION”, de Walt et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-0075862 (n.° de serie 12/236484), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “HIGH SENSITIVITY DETERMINATION OF THE CONCENTRATION OF ANALYTE MOLECULES OR PARTICLES IN A FLUID SAMPLE”, de Duffy et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-00754072 (n.° de serie 12/236486), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES ON SINGLE MOLECULE ARRAYS”, de Duffy et al., publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-0075439 (n.° de serie 12/236488), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES BY CAPTURE-AND-RELEASE USING REDUCING AGENTS FOLLOWED BY QUANTIFICATION”, de Duffy et al.; publicación de solicitud de patente estadounidense n.° US-2010-0075355 (n.° de serie 12/236490), presentada el 23 de septiembre de 2008, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF ENZYMES BY CAPTURE-AND-RELEASE FOLLOWED BY QUANTIFICATION”, de Duffy et al.; solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 12/731130, presentada el 24 de marzo de 2010, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES OR PARTICLES USING BEADS OR OTHER CAPTURE OBJECTS”, de Duffy et al.; solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 12/731135, presentada el 24 de marzo de 2010, titulada “ULTRA-SENSITIVE DETECTION OF MOLECULES USING DUAL DETECTION METHODS”, de Duffy et al.; y solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 12/731136, presentada el 24 de marzo de 2010, titulada “METHODS AND SYSTEMS FOR EXTENDING DYNAMIC RANGE IN ASSAYS FOR THE DETECTION OF MOLECULES OR PARTICLES”, de Duffy et al.

Sistemas de control implementados por ordenador

El aparato de la invención y los ejemplos de la divulgación incluyen uno o más controladores/sistemas de control implementados por ordenador para hacer funcionar diversos componentes/subsistemas del sistema, realizar análisis de datos/imágenes, etc. (por ejemplo, controlador 2/sistema 12 de control implementado por ordenador mostrado en la figura 1, controlador 24/sistema 32 de control implementado por ordenador mostrado en la figura 3A y controlador 92/sistema 88 de control implementado por ordenador mostrado en la figura 6A). En general, cualquier método de cálculo, etapa, simulación, algoritmo, sistema y elemento de sistema descritos en el presente documento puede implementarse y/o controlarse usando uno o más sistemas de control implementados por ordenador, tales como las diversas realizaciones de sistemas implementados por ordenador descritos a continuación. Los métodos, etapas, sistemas de control y elementos de sistema de control descritos en el presente documento no están limitados en su implementación a ningún sistema informático específico descrito en el presente documento, ya que pueden usarse muchas otras máquinas diferentes.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) formar parte de o acoplarse en asociación operativa con un sistema de análisis de imágenes y/u otros componentes de sistema automatizado y, en algunas realizaciones, está(n) configurado(s) y/o programado(s) para controlar y ajustar parámetros operativos, así como para analizar y calcular valores, por ejemplo, concentraciones de partículas o moléculas de analitos tal como se describió anteriormente. En algunas realizaciones, el/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) enviar y recibir señales de referencia para establecer y/o controlar los parámetros operativos del aparato del sistema. En otras realizaciones, el/los sistema(s) implementado(s) por ordenador puede(n) estar separado(s) de y/o ubicado(s) remotamente con respecto a los otros componentes de sistema y puede(n) configurarse para recibir datos de uno o más sistemas de ensayo remotos de la invención a través de medios indirectos y/o portátiles, tales como a través de dispositivos portátiles de almacenamiento de datos electrónicos, tales como discos magnéticos, o a través de comunicación a través de una red informática, tal como Internet o una intranet local.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) incluir varios componentes y circuitos conocidos, incluyendo una unidad de procesamiento (es decir, un procesador), un sistema de memoria, dispositivos e interfaces de entrada y salida (por ejemplo, un mecanismo de interconexión), así como otros componentes, tales como circuitos de transporte (por ejemplo, uno o más buses), un subsistema de entrada/salida (E/S) de datos de video y audio, hardware de propósito especial, así como otros componentes y circuitos, tal como se describe a continuación con más detalle. Además, el/los sistema(s) informático(s) puede(n) ser un sistema informático multiprocesador o puede(n) incluir múltiples ordenadores conectados a través de una red informática.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) incluir un procesador, por ejemplo, un procesador disponible comercialmente tal como uno de los procesadores de la serie x86, Celeron y Pentium, disponibles de Intel, dispositivos similares de AMD y Cyrix, los microprocesadores de la serie 680X0 disponibles de Motorola y el microprocesador PowerPC de IBM. Hay muchos otros procesadores disponibles y el sistema informático no está limitado a un procesador en particular.

Un procesador normalmente ejecuta un programa denominado sistema operativo, de los cuales Windows NT, Windows 95 ó 98, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, UNIX, Linux, DOS, VMS, MacOS y OS8 son ejemplos, que controla la ejecución de otros programas informáticos y proporciona programación, depuración, control de entrada/salida, contabilidad, compilación, asignación de almacenamiento, gestión de datos y gestión de memoria, control de comunicación y servicios relacionados. El procesador y el sistema operativo juntos definen una plataforma informática para la cual se escriben programas de aplicación en lenguajes de programación de alto nivel. El sistema de control implementado por ordenador no está limitado a una plataforma informática particular.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) incluir un sistema de memoria, que normalmente incluye un medio de grabación no volátil legible y grabable por ordenador, del cual un disco magnético, un disco óptico, una memoria flash y una banda informática son ejemplos. Un medio de grabación de este tipo puede ser extraíble, por ejemplo, un disquete, un CD de lectura/escritura o una tarjeta de memoria, o puede ser permanente, por ejemplo, un disco duro.

Tal medio de grabación almacena señales, normalmente en forma binaria (es decir, una forma interpretada como una secuencia de unos y ceros). Un disco (por ejemplo, magnético u óptico) tiene una serie de pistas en las que se pueden almacenar tales señales, normalmente en forma binaria, es decir, una forma interpretada como una secuencia de unos y ceros. Tales señales pueden definir un programa de software, por ejemplo, un programa de aplicación, que va a ejecutarse por parte del microprocesador, o información que va a procesarse por parte del programa de aplicación.

El sistema de memoria del/de los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador también puede incluir un elemento de memoria de circuito integrado, que normalmente es una memoria volátil de acceso aleatorio tal como una memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) o una memoria estática (SRAM). Normalmente, en funcionamiento, el procesador hace que los programas y los datos se lean desde el medio de grabación no volátil hacia el elemento de memoria del circuito integrado, lo que normalmente permite un acceso más rápido a las instrucciones y datos del programa por parte del procesador que el medio de grabación no volátil.

El procesador generalmente manipula los datos dentro del elemento de memoria del circuito integrado según las instrucciones del programa y luego copia los datos manipulados al medio de grabación no volátil después de que se complete el procesamiento. Se conocen una variedad de mecanismos para gestionar el movimiento de datos entre el medio de grabación no volátil y el elemento de memoria del circuito integrado, y el/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador que implementa(n) los métodos, etapas, control de sistemas y control de elementos de sistema descritos anteriormente no está(n) limitado(s) a los mismos. El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador no está(n) limitado(s) a un sistema de memoria particular.

Al menos parte de un sistema de memoria de este tipo descrito anteriormente puede usarse para almacenar una o más estructuras de datos (por ejemplo, tablas de consulta) o ecuaciones tales como ecuaciones de curvas de calibración. Por ejemplo, al menos parte del medio de grabación no volátil puede almacenar al menos parte de una base de datos que incluye una o más de tales estructuras de datos. Una base de datos de este tipo puede ser cualquiera de una variedad de tipos de bases de datos, por ejemplo, un sistema de archivos que incluye una o más estructuras de datos de archivos planos en las que los datos se organizan en unidades de datos separadas por delimitadores, una base de datos relacional en la que los datos se organizan en unidades de datos almacenados en tablas, una base de datos orientada a objetos en la que los datos se organizan en unidades de datos almacenadas como objetos, otro tipo de base de datos o cualquier combinación de los mismos.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) incluir un subsistema de E/S de datos de vídeo y audio. Una porción de audio del subsistema puede incluir un convertidor de analógico a digital (A/D), que recibe información de audio analógico y la convierte en información digital. La información digital puede comprimirse usando sistemas de compresión conocidos para almacenamiento en el disco duro para usar en otro momento. Una porción típica de video del subsistema de ^e/^spuede incluir un compresor/descompresor de imágenes de video, muchos de los cuales son conocidos en la técnica. Tales compresores/descompresores convierten la información de video analógica en información digital comprimida y viceversa. La información digital comprimida puede almacenarse en un disco duro para su uso posterior.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) incluir uno o más dispositivos de salida. Los dispositivos de salida de ejemplo incluyen una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT), pantallas de cristal líquido (LCD) y otros dispositivos de salida de video, impresoras, dispositivos de comunicación tales como un módem o una interfaz de red, dispositivos de almacenamiento tales como un disco o una banda informática y dispositivos de salida de audio tal como un altavoz.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador también puede(n) incluir uno o más dispositivos de entrada. Los dispositivos de entrada de ejemplo incluyen un teclado, un teclado numérico, una bola de seguimiento (trackball), un ratón, un lápiz y una tablet, dispositivos de comunicación tales como los descritos anteriormente y dispositivos de entrada de datos tales como sensores y dispositivos de captura de audio y video. El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador no está(n) limitado(s) a los dispositivos de entrada o salida particulares descritos en el presente documento.

Debe apreciarse que uno o más de cualquier tipo de sistema de control implementado por ordenador puede usarse para implementar diversas realizaciones descritas en el presente documento. Los aspectos de la invención pueden implementarse en software, hardware o firmware, o cualquier combinación de los mismos. El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador puede(n) incluir hardware de propósito especial especialmente programado, por ejemplo, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC). Tal hardware de propósito especial puede configurarse para implementar uno o más de los métodos, etapa, simulaciones, algoritmos, control de sistemas y control de elementos de sistema descritos anteriormente como parte del/de los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador descrito(s) anteriormente o como un componente independiente.

El/los sistema(s) de control implementado(s) por ordenador y los componentes del/ de los mismo(s) pueden programarse usando cualquiera de una variedad de uno o más lenguajes de programación informáticos adecuados. Tales lenguajes pueden incluir lenguajes de programación de procedimientos, por ejemplo, LabView, C, Pascal, Fortran y BASIC, lenguajes orientados a objetos, por ejemplo, C++, Java y Eiffel y otros lenguajes, tales como un lenguaje de secuencias de comandos o incluso un lenguaje de ensamblaje.

Los métodos, etapas, simulaciones, algoritmos, control de sistemas y control de elementos de sistema pueden implementarse usando cualquiera de una variedad de lenguajes de programación adecuados, incluyendo lenguajes de programación de procedimientos, lenguajes de programación orientados a objetos, otros lenguajes y combinaciones de los mismos, que pueden ejecutarse por un sistema informático de este tipo. Tales métodos, etapas, simulaciones, algoritmos, control de sistemas y control de elementos de sistema pueden implementarse como módulos separados de un programa informático, o pueden implementarse individualmente como programas informáticos separados. Tales módulos y programas pueden ejecutarse en ordenadores distintos.

Tales métodos, etapas, simulaciones, algoritmos, control de sistemas y control de elementos de sistema, o bien individualmente o bien en combinación, pueden implementarse como un producto de programa informático tangiblemente materializado como señales legibles por ordenador en un medio legible por ordenador, por ejemplo, un medio de grabación no volátil, un elemento de memoria de circuito integrado, o una combinación de los mismos. Para cada método, etapa, simulación, algoritmo, control de sistema o control de elementos de sistema de este tipo, un producto de programa informático de este tipo puede comprender señales legibles por ordenador tangiblemente materializadas en el medio legible por ordenador que definen instrucciones, por ejemplo, como parte de uno o más programas, que, como resultado de ser ejecutados por un ordenador, instruyen al ordenador a realizar el método, etapa, simulación, algoritmo, control de sistema o control de elementos de sistema.

Estos y otros aspectos de la presente invención se apreciarán adicionalmente al considerar los siguientes ejemplos que se pretende que ilustren determinadas realizaciones particulares de la invención pero no se pretende que limiten su alcance, tal como se define en las reivindicaciones.

Ejemplo 1

El siguiente ejemplo de la divulgación describe la medición cuantitativa de moléculas de enzima en un consumible de matriz sellado con una película elastomérica usando un sellador que comprende una configuración de rodillos.

El consumible de ensayo utilizado en este ejemplo se obtuvo de Edge Embossing (Medford, MA) y era un chip COC en el que los pocillos se fabricaban usando técnicas de autograbado. El consumible de ensayo comprendía una matriz de quinientos mil pocillos de 50 femtolitros. El consumible de matriz se colocó como manipulador de consumibles de matriz. Se mezclaron 10 |il de una enzima (SpG) a 8 pM con 10 |il de sustrato fluorogénico acuoso (RGP) encima de la matriz de pocillos, lo que dio como resultado una concentración final de enzima de 4 pM. Se permitió que la mezcla llenara la matriz de pocillos. Se colocó una película elastomérica, a saber, una junta de estanqueidad de PDMS, sobre la superficie del consumible de matriz. El sellador movió un ensamblaje de rodillos lateralmente a través de la junta de estanqueidad de PDMS en contacto con la superficie del consumible de matriz para sellar la matriz de pocillos. Durante el procedimiento de sellado, el exceso de fluido que no estaba contenido dentro de los pocillos fue empujado hacia un lado por la película elastomérica. Se adquirieron cinco imágenes de fluorescencia (a intervalos de 30 segundos) (excitación de 577 nm; emisión de 620 nm) con un tiempo de exposición de 337 ms usando un objetivo de 10x para detectar actividad enzimática en los pocillos. Luego se analizaron las imágenes para determinar la fracción de pocillos que tenían actividad enzimática asociada y la cinética enzimática correspondiente.

La figura 19A muestra un ejemplo de una imagen de fluorescencia de enzimas individuales asociadas con la matriz de pocillos, ilustrando la capacidad de sellado y la actividad enzimática usando el protocolo y el dispositivo descritos anteriormente. La figura 19B muestra una imagen de fluorescencia adquirida usando el método convencional actual (matrices fabricadas de matrices de haces de fibra de vidrio y selladas usando una junta de estanqueidad de PDMS). Las figuras 19C y 19D ilustran la medición cuantitativa de la cinética enzimática usando el protocolo y el dispositivo descritos anteriormente, en comparación con el uso del método convencional actual (matrices fabricadas de matrices de haces de fibra de vidrio y selladas usando una junta de estanqueidad de PDMS).

Ejemplo 2

El siguiente ejemplo de la divulgación describe la carga de perlas de ensayo, la retirada de perlas y el sellado con un líquido de sellado usando un consumible de ensayo de canal abierto.

El consumible de ensayo usado en este ejemplo se obtuvo de Edge Embossing (Medford, MA) y era un chip COC en el que los pocillos se fabricaban usando técnicas de autograbado. El consumible de ensayo comprendía una matriz de quinientos mil pocillos de 50 femtolitros. El consumible de ensayo se colocó en un soporte de consumibles de ensayo en un agitador orbital con un imán colocado directamente debajo de la matriz de pocillos. Las perlas de ensayo se prepararon capturando el antígeno prostático específico (PSA) a 10 pg/ml seguido de marcaje con un anticuerpo de detección biotinilado y una enzima (SpG). Se aplicaron 50 |il de perlas de ensayo sobre la superficie de la matriz de pocillos usando un inyector de líquido. Se permitió que las perlas de ensayo cayeran en los pocillos cuando se creó un movimiento relativo siguiendo una trayectoria orbital entre el consumible de ensayo y el imán a 100 rpm durante 5 minutos. El exceso de perlas se retiró con un limpiador que comprendía una cuchilla rascadora de goma, seguido de la introducción de 50 |il de sustrato fluorogénico acuoso (RGP) en la parte superior de la matriz de pocillos cargada. A continuación, se retiró el imán y luego se retiró el RGP usando con el limpiador. Se aplicó un líquido de sellado de fluorocarbono a la matriz a lo largo del extremo posterior de la cuchilla rascadora para sellar la matriz de pocillos, tal como se ilustra esquemáticamente en la figura 10. En este ejemplo, el componente 274 de sellado líquido comprendía un fluorocarbono inmiscible con RGP acuoso. El movimiento del limpiador 274 retiró el exceso de ^rG^py creó un sello para sellar los pocillos en el consumible de ensayo. En este ejemplo, sin embargo, tanto el componente 278 óptico del sistema de obtención de imágenes como el consumible de ensayo permanecieron estacionarios. Se adquirieron cinco imágenes de fluorescencia (a intervalos de 30 segundos) (excitación de 577 nm; emisión de 620 nm) con un tiempo de exposición de 337 ms usando un objetivo de 10x para detectar actividad enzimática en los pocillos. Luego se adquirió una imagen de luz blanca para identificar qué pocillos contenían una perla.

La figura 20A muestra un ejemplo de una imagen de fluorescencia de enzimas individuales asociadas con las perlas, ilustrando la capacidad de sellado y la actividad enzimática usando el procedimiento descrito anteriormente; mientras que la imagen de luz blanca correspondiente que indica las ubicaciones de las perlas se presenta en la figura 20B.

Ejemplo 3

Los siguientes ejemplos de la divulgación describen el uso de un sistema que comprende un cargador de perlas, un limpiador y un sellador que usa un consumible de ensayo que comprende una pluralidad de sitios de ensayo en un canal cerrado.

En este ejemplo, se usó un consumible de ensayo moldeado que tenía una matriz de quinientos mil pocillos de 50 femtolitros con una tapa moldeada unida térmicamente al chip que contenía la matriz, formando juntos un canal cerrado de 500 um (micrómetros) de profundidad con dos orificios de acceso (por ejemplo, una entrada y una salida), (por ejemplo, similar a la configuración mostrada en la figura 8A). El consumible de ensayo se colocó en una platina de manipulador de consumibles de ensayo con un imán colocado directamente debajo de la matriz de pocillos (por ejemplo, parte del cargador de perlas). Las perlas de ensayo se prepararon capturando el antígeno prostático específico (PSA) a 0 pg/ml, 10 pg/ml y 20 pg/ml seguido de marcaje con un anticuerpo de detección biotinilado y una enzima (SpG). Se cargaron 50 ul (microlitros) de perlas de ensayo (en el fluido de muestra) en el microcanal a través de uno de los orificios de acceso usando un inyector de líquido. Se generó un flujo bidireccional (de ida y vuelta) a una velocidad de flujo de aproximadamente 3 ml/min usando el mismo inyector de líquido durante un minuto (por ejemplo, mediante la acción de succión/liberación de una pipeta). Esto se siguió de la introducción de 50 ul de sustrato fluorogénico acuoso (RGP) (por ejemplo, fluido de reactivo) para reponer el medio de las perlas de ensayo. Luego se retiró el imán, seguido de la inyección de un líquido de sellado de fluorocarbono (que era sustancialmente inmiscible con el fluido de reactivo y el fluido de muestra) en el microcanal para reemplazar el medio acuoso, limpiar el exceso de perlas de la superficie del consumible y sellar los pocillos Se adquirieron cinco imágenes de fluorescencia (a intervalos de 30 segundos) (excitación de 577 nm; emisión de 620 nm) con un tiempo de exposición de 337 ms usando un objetivo de 10x para detectar actividad enzimática en los pocillos. Luego se adquirió una imagen de luz blanca para identificar qué pocillos contenían una perla. Luego se analizaron las imágenes para determinar la fracción de perlas que tenían actividad enzimática asociada.

Las figuras 21A, 21B y 21C ilustran los resultados de la carga de perlas en los pocillos de la matriz dentro del microcanal y el efecto de inyectar el líquido de sellado de fluorocarbono en el canal cerrado lleno con la disolución acuosa de perlas. En la figura 21A, las perlas de ensayo se cargaron en pocillos de 50 femtolitros; se observó un exceso de perlas en la superficie del consumible de ensayo. La figura 21B muestra la interfaz 384 acuosa/orgánica durante la inyección del fluido 380 de sellado, en la que el exceso de perlas en la superficie se empujaba hacia la fase acuosa (por ejemplo, fluido 382 de muestra). La figura 21C muestra los sitios de ensayo después de la adición de líquido de sellado de fluorocarbono, en la que se retiró el exceso de perlas mientras que las perlas de ensayo que se cargaron se retuvieron en los pocillos de 50 femolitros. La figura 21D proporciona una imagen de fluorescencia de los sitios de ensayo que ilustran la capacidad de sellado y la actividad enzimática como resultado de la carga de perlas de ensayo, la retirada de perlas y el sellado en una etapa automatizada usando el enfoque de microcanal cerrado. La figura 21E proporciona una curva de calibración de 3 puntos de un ensayo de PSA (antígeno prostático específico) usando el protocolo y el dispositivo descritos en este ejemplo. En la figura 21E: gráficos de % de perlas activas frente a [PSA] que muestran una curva de calibración de 3 puntos de un ensayo de PSA usando el protocolo y el dispositivo descritos. Los rombos representan datos adquiridos usando sellado líquido en un canal de flujo. Los cuadrados representan los datos adquiridos usando el método descrito anteriormente (por ejemplo, matrices fabricadas de matrices de haces de fibra de vidrio y selladas usando una junta de estanqueidad de PDMS) en las mismas poblaciones de perlas.

Debe entenderse que las realizaciones anteriores se presentan únicamente a modo de ejemplo.

Los artículos indefinidos “un” y “uno/una”, tal como se usan en el presente en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, a menos que se indique claramente lo contrario, deben entenderse como “al menos uno”.

La expresión “y/o”, tal como se usa en el presente documento en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, debe entenderse que significa “cualquiera o ambos” de los elementos así unidos, es decir, elementos que están presentes de forma conjunta en algunos casos y presentes de forma disyuntiva en otros casos. Opcionalmente, pueden estar presentes otros elementos además de los elementos específicamente identificados por la cláusula “y/o”, ya sea que estén relacionados o no con esos elementos específicamente identificados, a menos que se indique claramente lo contrario. Por tanto, como ejemplo no limitativo, una referencia a “A y/o B”, cuando se usa junto con un lenguaje abierto tal como “que comprende” puede referirse, en una realización, a A sin B (que incluye opcionalmente elementos distintos de B); en otra realización, a B sin A (que incluye opcionalmente elementos distintos de A); en aún otra realización, a tanto A como B (que incluye opcionalmente otros elementos); etc.

Tal como se usa en el presente documento en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, “o” debe entenderse que tiene el mismo significado que “y/o” tal como se definió anteriormente. Por ejemplo, al separar elementos en una lista, “o” o “y/o” se interpretará como inclusivo, es decir, la inclusión de al menos uno, pero también incluye más de uno, de un número o lista de elementos, y, opcionalmente, artículos adicionales no enumerados. Sólo los términos que indiquen claramente lo contrario, tales como “sólo uno de” o “exactamente uno de” o, cuando se usen en las reivindicaciones, “que consiste en”, se referirán a la inclusión de exactamente un elemento de un número o lista de elemento. En general, el término “o” tal como se usa en el presente documento sólo se interpretará como una indicación de alternativas exclusivas (es decir, “uno o el otro, pero no ambos”) cuando esté precedido por términos de exclusividad, tales como “cualquiera”, “uno de, “sólo uno de” o “exactamente uno de”, “que consiste esencialmente en”, cuando se usa en las reivindicaciones, tendrá su significado ordinario tal como se usa en el campo de la ley de patentes.

Tal como se usa en el presente documento en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, la expresión “al menos uno”, en referencia a una lista de uno o más elementos, debe entenderse que significa al menos un elemento seleccionado de cualquiera o más de los elementos en la lista de elementos, pero sin incluir necesariamente al menos uno de todos y cada uno de los elementos enumerados específicamente en la lista de elementos y sin excluir ninguna combinación de elementos en la lista de elementos. Esta definición también permite que opcionalmente puedan estar presentes elementos distintos de los elementos específicamente identificados dentro de la lista de elementos a los que se refiere la expresión “al menos uno”, ya sea relacionado o no con esos elementos específicamente identificados. Por tanto, como ejemplo no limitativo, “al menos uno de A y B” (o, de manera equivalente, “al menos uno de A o B” o, de manera equivalente, “al menos uno de A y/o B”) puede referirse, en una realización, a al menos uno, que incluye opcionalmente más de uno, de A, sin presencia de B (y que incluye opcionalmente elementos distintos de B); en otra realización, a al menos uno, que incluye opcionalmente más de uno, de B, sin presencia de A (y que incluye opcionalmente elementos distintos de A); en aún otra realización, a al menos uno, que incluye opcionalmente más de uno, de A, y al menos uno, que incluye opcionalmente más de uno, de B (y que incluye opcionalmente otros elementos); etc.

En las reivindicaciones, así como en la memoria descriptiva anterior, todas las expresiones de transición tales como “que comprende”, “que incluye”, “que porta”, “que tiene”, “que contiene”, “que implica”, “que sostiene” y similares deben entenderse como abiertas, es decir, con el significado de incluir pero no limitarse a. Únicamente las expresiones de transición “que consiste en” y “que consiste esencialmente en” serán expresiones de transición cerradas o semicerradas, respectivamente.

Claims

REIVINDICACIONES

i . Aparato (1) configurado para realizar un ensayo en sitios de ensayo de un consumible de ensayo, comprendiendo el aparato:

un manipulador (20) de consumibles de ensayo configurado para acoplarse operativamente al consumible de ensayo que tiene una superficie que comprende sitios de ensayo;

un sellador (28) construido y colocado para aplicar un componente de sellado a la superficie del consumible de ensayo, comprendiendo el componente de sellado un líquido de sellado;

un cargador (26) de muestras configurado para cargar una muestra de ensayo en al menos una porción de la pluralidad de sitios de ensayo del consumible de ensayo;

un sistema (30) de obtención de imágenes configurado para adquirir una imagen de al menos una porción de los sitios de ensayo del consumible de ensayo que contiene la muestra de ensayo; y

un sistema (32) de control implementado por ordenador configurado para hacer funcionar automáticamente el sellador y recibir información del sistema de obtención de imágenes relacionada con la imagen, el consumible de ensayo acoplado operativamente al manipulador de consumibles de ensayo, en el que los sitios de ensayo tienen un volumen de entre aproximadamente 10 attolitros y aproximadamente 50 picolitros; y

el consumible de ensayo comprende áreas aisladas fluídicamente, comprendiendo cada área aislada fluídicamente una pluralidad de sitios de ensayo, en el que las áreas aisladas fluídicamente están situadas en un disco;

en el que el sellador, el cargador de muestras y el sistema de obtención de imágenes están dispuestos para colocarse alrededor del disco, y en el que el aparato es capaz de proporcionar movimiento relativo de rotación entre el consumible de ensayo y el sellador, el cargador de muestras y el sistema de obtención de imágenes.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el consumible de ensayo contiene la muestra de ensayo y la muestra de ensayo comprende una concentración desconocida de una molécula de analito, opcionalmente en el que el sistema de control implementado por ordenador está configurado para determinar una medida de la concentración desconocida de la molécula de analito en la muestra de ensayo.
3. Aparato según la reivindicación 1, en el que el sistema de control implementado por ordenador está configurado para hacer funcionar automáticamente el cargador de muestras.
4. Aparato según la reivindicación 1, en el que los sitios de ensayo comprenden una pluralidad de recipientes de reacción formados en la superficie del consumible de ensayo.
5. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además al menos un generador (308) de campo magnético que puede colocarse adyacente al manipulador de consumibles, opcionalmente

en el que el cargador de muestras está configurado para provocar movimiento relativo entre el generador de campo magnético y el consumible de ensayo.
6. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además el componente de sellado que comprende el líquido de sellado,

en el que el líquido de sellado es sustancialmente inmiscible con un líquido contenido en cada sitio de ensayo y opcionalmente

en el que el líquido de sellado es un líquido de sellado de fluorocarbono.
7. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un limpiador (16) capaz de retirar perlas del consumible de ensayo que no están sustancialmente contenidas en un sitio de ensayo, opcionalmente en el que el limpiador comprende al menos un imán, y opcionalmente

en el que el limpiador comprende un primer imán y un segundo imán, en el que el primer imán está situado adyacente a una superficie del consumible de ensayo que está colocada opuesta a la superficie que comprende los sitios de ensayo, y en el que el segundo imán está situado adyacente a la superficie que comprende los sitios de ensayo.
8. Aparato según una cualquiera de la reivindicación 1, en el que el manipulador de consumibles de ensayo está configurado para hacer girar el consumible de ensayo alrededor del centro del consumible de ensayo.
9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que los sitios de ensayo están formados en un material sólido de copolímero de olefina cíclica o polímero de olefina cíclica.
10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el líquido de sellado es un aceite fluorado.