BR112012029958B1

BR112012029958B1 - sistema para vedação de cuvetas de reação para ensaios de bioafinidade

Info

Publication number: BR112012029958B1
Application number: BR112012029958A
Authority: BR
Inventors: Soini Aleksi; Koskinen Janne; Ruonamo Risto-Matti
Original assignee: Arcdia Int Oy Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2019-12-31
Also published as: RU2012157056A; CN103068485A; RU2568885C2; WO2011148055A1; JP2013526721A; US20130064739A1; EP2576059B1; US20130309148A2; FI20105591A0; JP5716088B2; CN103068485B; EP2576059A1; US8883093B2; ES2823001T3; BR112012029958A2

Abstract

vedação de cuvetas de reação para ensaios de bioafinidade. a presente invenção refere-se a uma cobertura hermética perfurável (2) para um cartucho de bioensaio (4) com pelo menos uma câmara de reação (6). a característica para a invenção é que: a cobertura (2) compreende pelo menos uma camada de topo (8), uma camada intermediária (10), uma camada de fundo (12), e os locais destinados para a perfuração (14); e a cobertura (2) tem, nos locais (16) destinados para a perfuração, um espaço oco (18) entre a camada de topo (14) e a camada de fundo (12). a presente invenção também se refere a um sistema (20) que compreende um cartucho de bioensaio (4) e uma cobertura (2) para o cartucho (4). a presente invenção refere-se adicionalmente ao uso da cobertura (2) para cobrir o cartucho (4).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA PARA VEDAÇÃO DE CUVETAS DE REAÇÃO PARA ENSAIOS DE BIOAFINIDADE.

CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção refere-se ao teste de diagnostico in vitro de analitos a partir de amostras biológicas ou químicas. Em mais detalhes, a invenção refere-se ao exame de diagnóstico in vitro efetuado próximo do paciente de amostras clínicas que aplicam as reações de ligação por bioafinidade. Em particular, a invenção refere-se à vedação de cuvetas de reação que contêm reagentes secos para os ensaios de bioafinidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As publicações e outros materiais usados no presente para ilustrar os antecedentes da invenção e, em particular, casos para fornecer os detalhes adicionais com relação à prática, são incorporados por meio de referência.

Tendências no exame de diagnóstico

Uma ampla variedade de métodos e instrumentos está comercialmente disponível para o exame de imunodiagnóstico (IVD) in vitro de amostras clínicas. Os tradicionais testes de IVD, tais como os testes de imunoensaio ELISA, são caracterizados com metodologia de teste complicada. Um teste pode precisar da adição de reagentes em diversas etapas e de lavagem em diversas etapas. Isso torna os testes trabalhosos de desempenhar. A fim de reduzir a necessidade de trabalho, se desenvolveram os analisadores automatizados. Os analisadores podem trabalhar ou em “modo de acesso aleatório” ou em “modo por batelada”. Os analisadores automatizados podem rodam até diversas centenas de testes por hora. Tipicamente, quanto maior o analisador, maior é a capacidade de teste. O menu de teste de um analisador de acesso aleatório automatizado pode conter testes de até 50 analitos diferentes, ou até mais. Pela economia de tamanho, um analisador grande pode fornecer resultados mais exatos do que um analisador pequeno. Isso impulsionou o teste de IVD para os grandes laboratórios centralizados.

A desvantagem principal do teste centralizado é o longo tempo

Petição 870190039354, de 26/04/2019, pág. 6/12

2/20 de ciclo, que é longo demais para satisfazer a necessidade do teste de casos do paciente agudo. Portanto, a tendência de centralização foi seguida pela tendência do exame efetuado próximo ao paciente, isto é, exame efetuado no local da prestação dos cuidados. No local da prestação dos cuidados, há uma necessidade crescente por instrumentos de teste que forneçam rápidos resultados. Para ser aplicável no local da prestação dos cuidados, o instrumento deve ser fácil de usar, pequeno em tamanho e acessível no preço.

A fim de satisfazer as exigências do exame efetuado no local da prestação dos cuidados, a metodologia de teste deve ser tão simples quanto possível. Uma abordagem amplamente usada para simplificar a metodologia de teste é aplicar reagentes bioquímicos secos (ou liofilizado) no lugar de reagentes líquidos. O uso de reagentes secos pode eliminar as etapas de adição de reagente.

Uma outra abordagem para simplificar a metodologia de teste é aplicar uma tecnologia de detecção que permite a detecção livre de separação (isenta de lavagem) de ensaios de bioafinidade. O uso de uma técnica de detecção livre de separação pode eliminar as etapas de lavagem.

Uma abordagem para reduzir o tamanho do analisador é reduzir os volumes de reação, isto é, tornar miniatura o sistema de exame. Isso também reduz os volumes de consumíveis de teste, tais como reagentes de teste e tampões. Isso torna o teste mais adequado para o uso em local da prestação dos cuidados. Miniaturizar, no entanto, usualmente compromete os cálculos de desempenho da técnica de detecção. Para evitar isso, uma técnica de detecção que tolera a miniaturização sem comprometer o desempenho deve ser usada.

Reagentes Secos

É amplamente conhecido que os reagentes por bioafinidade, tais como anticorpos, antígenos e enzimas, retêm muito bem atividade biológica no estado seco. Na condição seca, os reagentes são usualmente estáveis para o armazenamento mesmo em temperatura ambiente. Assim, não há necessidade de manter uma cadeia fria rigorosa na logística de fornecimento do reagente. Isso reduz os custos de transporte e armazenamento. Os rea

3/20 gentes secos também permitem o projeto de instrumentos de teste mais simples para o uso no local da prestação dos cuidados.

Também é de conhecimento comum que os reagentes secos por bioafinidade devem ser mantidos hermeticamente fechados para evitar o 5 contato com a umidade do ambiente. Na exposição à umidade, os reagentes secos tendem a perder a atividade biológica, que leva à diminuição no desempenho do ensaio. No caso de os reagentes do ensaio sereni secos na cuveta de reação final, a cuveta de reação deve ser vedada hermeticamente para evitar o contato com a umidade do ambiente. Mais frequentemente, 10 isso é realizado com uma folha metálica adesiva. Para melhorar as propriedades mecânicas, a folha metálica pode ser composta de diversas cocamadas de materiais variáveis. Um tipo comum de folha metálica é composto de uma camada plástica e uma camada de folha metálica. A camada plástica torna a folha metálica mais durável e flexível. No caso de a vedação 15 hermética não ser necessária, a cuveta de reação pode ser vedada com uma película de plástico bruto para proteger contra a poeira e outros ocasionais derrames.

Em um típico analisador de IVD automatizado que usa reagentes secos, a amostra clínica pode ser dispensada através da folha metálica de 20 cobertura na cuveta de reação por uma agulha dispensadora. A amostra dispensada dissolve os reagentes secos, e desperta a reação de aglutinação entre o analito e os reagentes. A mistura ou o agito da cuveta de reação é muitas vezes necessário para acelerar a dissolução dos reagentes e intensificar a cinética da reação. Nas definições do local da prestação dos cuida25 dos, a rápida cinética da reação é essencial devido à exigência de um curto tempo de ciclo. Na maioria dos analisadores, o subsequente processamento do depósito de reação é usualmente necessário, tal como a lavagem dos componentes não aglutinados e a adição dos componentes que permitem a quantificação do grau de aglutinação do imunoensaio (por exemplo, subtrato ou 30 solução de realce). Assim, o depósito precisa ser acessado diversas vezes.

O agito das cuvetas de reação abertas tende a causar derramamento e formação de aerossol, que pode levar à contaminação de cuvetas

4/20 de reação próximas. Isso pode ocasionar em resultados de teste falsos, e deteriorar tanto a precisão quanto a imprecisão do método de teste. A mistura mecânica é, então, associada com um risco de transferência significante.

No caso de sistemas de teste em miniatura onde o volume da reação é pequeno, a evaporação do solvente de uma cuveta aberta também pode desempenhar um papel até um grau significante. Em tal caso, as concentrações reais aumentam o que distorce os resultados do ensaio. Nos sistemas em miniatura, os efeitos de derramamento e formação de aerossol são expressos em comparação com as cuvetas convencionalmente dimensionadas.

A evaporação e o derramamento causados pelo agito poderíam ser evitados com a vedação das cuvetas de teste depois da dispensa da amostra. A vedação das cuvetas, no entanto, complicaria o protocolo de teste manual ou, se o método fosse automatizado, isso complicaria significantemente o projeto do analisador. Em conclusão, uma etapa de vedação seria evitada para tornar o analisador adequado para o uso de IVD de rotina no local da prestação dos cuidados.

Se a cuveta fosse coberta com uma folha metálica (ou outro tipo de cobertura) e a dispensa das amostras fosse realizada através da folha metálica com uma agulha dispensadora fina, a probabilidade de derramamento seria diminuída quando comparada às cuvetas abertas. Em tal caso, a probabilidade de derramamento seria proporcional ao diâmetro da agulha perfurante. No entanto, mesmo neste caso, o derramamento é muito provável de ocorrer durante o agito e a significante evaporação é provável de ocorrer durante a incubação. Estes podem deteriorar o desempenho do ensaio.

Coberturas perfuráveis capazes de serem vedadas novamente

A fim de superar os problemas descritos acima, as cuvetas poderíam ser vedadas com uma cobertura perfurável capaz de ser vedada novamente. Muitos tipos de coberturas capazes de serem vedadas novamente são conhecidas na técnica. Estas coberturas podem ser feitas de películas plásticas ou de materiais flexíveis, tais como borracha, silício e outros elas

5/20 tômeros. Tais coberturas são amplamente aplicadas para cobrir, por exemplo, frascos de reação de reações de amplificação de ácido nucleico, tais como reações de PCR com ciclagem térmica. Nestas, a vedação é tipicamente perfurada depois da ciclagem para aspirar o líquido. Estas coberturas, no entanto, são aplicáveis de maneira resistente nas cuvetas de reação em miniatura, tais como cavidades de microtitulação do formato de depósito 384. Um dos maiores obstáculos com tais coberturas de elastômero é o aumento da pressão do ar na cuveta devido à dispensa. A fim de evitar a pressão aumentada, um volume equivalente de ar deve escoar para fora da cuveta. No caso de uma cobertura de borracha ou uma de silício, a agulha dispensadora se assenta de maneira justa na abertura perfurada, e não deixa o ar vazar. A pressão aumentada prejudica a precisão da dispensa, ou ela pode falhar completamente a dispensa. Concluindo, as coberturas perfuráveis feitas de borracha moldada, silício ou outro material a granel flexível/elástico, não são bem adequadas para cobrir as cuvetas de reação com volume pequeno.

Os problemas de pressão aumentada podem ser superados ao pré-estriar (pré-cortar) o material vedante no ponto de perfuração esperado. O pré-estriamento pode ser de formato linear, formato de Y, ou formato de cruz ou outro. Na perfuração com uma agulha, as bordas da estria se curvariam para baixo, abrindo, então, uma fenda para o livre fluxo de saída do ar. Depois da retração da agulha, as bordas devem voltar para sua posição original para fechar a abertura propriamente. Portanto, o material de cobertura deve ser elástico e/ou flexível. O pré-estriamento completo do material de cobertura permite a livre difusão de gases do ambiente para a cuveta, assim, o fechamento não é hermético. Dessa maneira, os vedadores completamente pré-estriados não são aplicáveis como com os reagentes secos.

A cobertura elástica, independente de ser pré-estriada ou não, pode ser tampada com uma camada metálica para manter a cobertura hermética até que seja perfurada com uma agulha. Tais materiais de cobertura são comumente usados para entufar as placas de microtitulação, tiras e outros consumíveis de bioensaio sensíveis à umidade. A camada metálica, no

6/20 entanto, não é elástica. Assim, ela resiste ao curvamento das bordas fendidas. Uma vez que as bordas são curvadas para baixo devido à perfuração, a camada metálica resiste à recuperação das bordas para sua posição original. Em outras palavras, a folha metálica atrapalha a função reversível apropriada da cobertura elastomérica pré-estriada. Se a abertura não se fechar apropriadamente, ela pode levar ao derramamento ou evaporação da mistura da reação. Isso, novamente, deteriora o desempenho do método.

Nenhum dos métodos da técnica anterior para a vedação das cuvetas de reação satisfaz os critérios para ser:

(i) hermética durante o armazenamento (ii) permitir a dispensa precisa com uma agulha perfurante (iii) permitir o fluxo de saída de ar durante a dispensa (iv) fechar reversivelmente a abertura perfurada para evitar o derramamento e a evaporação

OBJETO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é fornecer uma cobertura hermética perfurável para um cartucho para bioensaio com câmaras de reação.

Um outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema que compreende um cartucho para bioensaio com câmaras de reação e uma cobertura para o dito cartucho.

Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer o uso da cobertura hermética perfurável.

Assim, a presente invenção fornece uma cobertura hermética perfurável para um cartucho para bioensaio com pelo menos uma câmara de reação. A característica para a cobertura é que

a) a dita cobertura compreende pelo menos uma primeira camada, isto é, uma camada de topo, uma segunda camada, isto é, uma camada intermediária, uma terceira camada, isto é, uma camada de fundo, e um local ou locais destinado para a perfuração;

b) quando o dito cartucho é coberto com a dita cobertura a dita terceira camada fica contra o dito cartucho, e o dito local ou locais destinado

7/20 para perfurar está na abertura da câmara de reação ou estão nas aberturas das câmaras de reação; e

c) a dita cobertura tem, no local ou nos locais destinados para perfurar, um espaço oco entre a dita primeira camada e a dita terceira camada, isto é, a dita segunda camada tem um orifício estendendo-se através da dita segunda camada.

A presente invenção também fornece um sistema que compreende um cartucho para bioensaio que compreende pelo menos uma câmara de reação e uma cobertura para o dito cartucho. A característica para o sistema é que a cobertura é a cobertura da invenção conforme definido acima.

A presente invenção fornece adicionalmente um uso da cobertura de acordo com a invenção conforme definido acima para cobrir um cartucho para bioensaio.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um sistema de cartucho para bioensaio com único depósito de acordo com a invenção.

A figura 2 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um sistema de cartucho para bioensaio com 12 cavidades de acordo com a invenção.

A figura 3 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um sistema de cartucho para bioensaio com 96 cavidades de acordo com a invenção.

A figura 4 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um sistema de cartucho para bioensaio com 384 cavidades de acordo com a invenção.

A figura 5 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um outro sistema de cartucho para bioensaio com 384 cavidades de acordo com a invenção.

A figura 6 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um sistema de cartucho para bioensaio com 384 cavidades adicional de acordo com a invenção.

8/20

A figura 7 mostra esquematicamente, com uma vista explodida da cobertura, um sistema de cartucho para bioensaio com 384 cavidades de acordo com a técnica anterior.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA invenção

A invenção fornece um novo projeto para a vedação de cartuchos de ensaio por bioafinidade com baixo volume. O projeto é especialmente adequando para os ensaios nos analisadores de acesso aleatório onde as amostras a serem dispensadas para uma câmara ou câmaras de reação paralelas são inseridas em intervalos irregulares para a análise e é importante que as câmaras de reação a serem usadas depois permaneçam herméticas. O novo projeto permite a fabricação de cartuchos de bioensaio prontos para uso com câmaras de reação com baixo volume, que (i) contêm reagentes por bioafinidade em um estado seco (ii) são mantidas hermeticamente fechadas durante o armazenamento (iii) permitem a dispensa precisa para a câmara com uma agulha perfurante (iv) permite o livre fluxo de saída de ar da câmara durante a dispensa (v) garantem reversivelmente o fechamento do rastro da agulha na retração (vi) eliminam a contaminação cruzada causada pelos derramamentos ocasionais.

As típicas características do novo projeto de vedação são conforme segue:

(i) a vedação tem uma camada de fundo pré-estriada feita de material flexível (ii) a vedação tem uma camada de topo hermética, e (iii) a vedação tem uma camada intermediária oca/espaçosa.

a camada intermediária oca é a essência da invenção. Uma vedação de acordo com esta invenção supera os obstáculos da técnica anterior, e permite a fabricação de cartuchos de bioensaio com baixo volume pron9/20 tos para uso que satisfazem os quatro critérios listados acima.

De acordo com a invenção, uma camada intermediária oca separa a camada de fundo da camada de topo. A camada intermediária fornece espaço entre as camadas de topo e de fundo, e mantém as duas camadas em uma distância essencialmente constante uma da outra.

A camada intermediária oca é essencial para o funcionamento apropriado da cobertura. Sem a camada intermediária oca, a cobertura não satisfaz as exigências imperativas para os cartuchos de bioensaio com baixo volume prontos para uso.

A estrutura de uma típica cobertura de acordo com a invenção é mostrada na figura 1. A figura 1 apresenta uma projeção a partir do lado. A figura 1b apresenta uma projeção de cima. A espessura da camada oca é tipicamente 0,2 mm no mínimo. A espessura preferida é pelo menos 0,5 mm. Se a espessura for muito pequena, a camada perde gradualmente seu efeito para resistir às consequências do derramamento. Em essência, não há espessura máxima para a camada intermediária. Devido às razões práticas, no entanto, uma espessura preferida é de 10 mm no máximo. A espessura mais preferida é de 1 a 5 mm.

A camada intermediária é oca no ponto de perfuração. O espaço oco pode ter o formato de um cilindro, cone, cone cortado ou cubo, ou qualquer outro formato. O volume do espaço oco é proporcional à espessura da camada, e ele depende do formato do espaço oco. Tipicamente, o volume não é menor do que 5 % do volume da cavidade do cartucho, isto é, a câmara de reação. Se o volume for muito pequeno, a camada perde seu efeito em resistir às consequências do derramamento e habilidade de permitir a livre operação das camadas de fundo e de topo. Não há limite superior para o volume do espaço, mas por razões práticas o volume não deve exceder o volume da cavidade do cartucho por mais do que 10 vezes.

A camada intermediária oca é presa no lado do topo da camada de topo. A camada de topo pode ser de qualquer material que seja perfurável com uma agulha e é hermética até a perfuração. Depois da perfuração, não é mais hermética. A camada de topo pode ser composta de folha metá

10/20 lica ou bicamada metálica plástica ou de outra composição. A composição e as dimensões da camada de topo não limita o escopo da invenção.

A camada intermediária oca é presa por baixo à camada de fundo. A camada de fundo é qualquer material elástico ou flexível que seja perfurável com uma agulha e permita que o ar escoe para fora do cartucho durante a dispensa. A camada de fundo pode ser sólida ou pré-estriada antes da perfuração. A camada de fundo pode ser composta de qualquer material elástico ou flexível, tal como a película plástica, espuma de célula, poliuretano, borracha, silício ou outro material, contanto que quando perfurado com uma agulha, a junta de perfuração não é mais impermeável ao ar, mas permite que o ar saia livremente da cavidade do cartucho.

Termos

Os termos usados nesta aplicação podem ser definidos conforme segue:

• Cobertura hermética perfurável: no contexto da presente invenção o termo cobertura hermética perfurável refere-se a uma cobertura do cartucho de bioensaio que veda as câmaras de reação do cartucho. Com referência ao fato de a cobertura ser hermética significa que a cobertura, antes de ser perfurada, não permite qualquer fluxo ou difusão de matéria para ou a partir de uma câmara de reação através da cobertura. Dessa maneira, no contexto desta aplicação, a cobertura hermética garante que os reagentes secos, tipicamente secos ou liofilizados, não se deteriorem devido ao fluxo ou difusão de matéria, tipicamente vapor de água, para a câmara de reação através da cobertura, nem mesmo durante o armazenamento prolongado, isto é, o armazenamento que dura pelo menos diversas semanas, preferivelmente meses. A referência perfurável significa que a cobertura pode ser perfurada com uma agulha dispensadora para a inserção de amostra e opcionalmente um tampão para a diluição junto com os reagentes e/ou além deles.

• Cartuchos de bioensaio: No contexto da presente invenção, o termo cartucho de bioensaio refere-se a qualquer cartucho, independente de ser um único tubo, uma tira de múltiplos cavidades de reação (por exemplo, 12 cavidades ) ou um plano com múltiplos cavidades (por exemplo, 96

11/20 ou 384 cavidades ). No contexto desta aplicação, o termo tipicamente se refere aos cartuchos para bioensaios em que o volume das câmaras de reação é de 5 μΙ a 2 ml, preferivelmente de 5 μΙ a 50 μΙ, 50 μΙ a 500 μΙ ou 500 μΙ a 2 ml, e ο mais preferivelmente de 10 μΙ a 30 μΙ.

• Primeira camada / Camada de topo: No contexto da presente invenção a referência à primeira camada e à camada de topo da cobertura do cartucho de bioensaio refere-se à camada da cobertura que está no topo das outras camadas definidas na aplicação, isto é, a camada que está no topo da camada intermediária que está no topo da camada de fundo, da cobertura quando a cobertura veda o cartucho.

• Segunda camada / Camada intermediária: No contexto da presente invenção a referência à segunda camada e à camada intermediária da cobertura do cartucho de bioensaio refere-se à camada da cobertura que está entre a camada de topo e a camada de fundo da cobertura. Deve-se notar que a camada intermediária da cobertura pode ser uma continuação da camada de topo e/ou de fundo contanto que uma camada intermediária, entre a camada de topo e a camada de fundo possa ser definida tal que a camada intermediária compreende um espaço oco ou espaços ocos entre a dita primeira camada e a dita terceira camada, isto é, a dita segunda camada tem um orifício ou orifícios que se estendem através da dita segunda camada no local ou nos locais, respectivamente, destinados para a perfuração.

• Terceira camada / Camada de fundo: No contexto da presente invenção a referência à terceira camada e à camada de fundo da cobertura do cartucho de bioensaio refere-se à camada daquelas definidas na invenção, que está contra, isto é, a mais próxima da câmara de reação, em particular, da abertura da câmara de reação quando o cartucho está coberto com a cobertura, por exemplo, vedado com a cobertura.

• Local/Locais destinados para a perfuração: No contexto da presente invenção a referência ao local destinado para a perfuração e locais destinados para a perfuração refere-se aos locais, isto é, áreas em particular, da superfície da cobertura ou superfície de uma camada da cobertura em particular do cartucho de bioensaio através da qual a perfuração para a

12/20 inserção da amostra e opcionalmente um tampão para a diluição junto com, e/ou além dos reagentes é realizado quando o cartucho é usado, isto é, o bioensaio é realizado. O local ou os locais destinados para perfurar estão na abertura da câmara de reação ou nas aberturas das câmaras de reação do cartucho de bioensaio quando o cartucho é coberto com a dita cobertura, por exemplo, quando vedado com a cobertura.

• Espaço oco / espessura do espaço oco / largura do espaço oco: No contexto da presente invenção, o termo espaço oco refere-se aos orifícios da camada intermediária da cobertura dos cartuchos de bioensaio. O orifício se estende através da segunda camada da primeira camada até a terceira camada. Dessa maneira, os orifícios são limitados pela camada de topo no topo, a camada intermediária nos lados e a camada de fundo no fundo. O termo espessura do espaço oco refere-se à distância da primeira camada até a segunda camada no espaço oco. A espessura é tipicamente medida paralela ao eixo geométrico destinado de perfuração. O eixo geométrico destinado de perfuração é tipicamente perpendicular ao plano da cobertura. A espessura do espaço oco é igual à espessura da camada intermediária sendo que a espessura da camada intermediária é constante, o que preferivelmente é o caso. O termo largura do espaço oco refere-se à dimensão do espaço oco perpendicular ao eixo geométrico de perfuração e tipicamente paralela ao plano da cobertura. A largura do espaço oco pode variar com relação à distância a partir da camada de topo e/ou da camada de fundo dependendo da forma do espaço oco. Se a forma é, por exemplo, aquela de um cone ou um cone cortado a largura do espaço oco depende de qual extremidade do cone ou cone cortado é medida.

• Câmara de reação / volume da câmara de reação: No contexto da presente invenção, o termo câmara de reação refere-se ao espaço limitado pelas paredes da câmara de reação, tipicamente, o tubo ou depósito, e o plano da cobertura que cobre o cartucho de bioensaio. Dessa maneira, o volume da câmara de reação refere-se ao volume total da câmara em que a reação do bioensaio deve ocorrer. Assim, o volume também é limitado pelas paredes da câmara de reação, tipicamente o tubo ou depósito, e pelo

13/20 plano da cobertura que cobre o cartucho de bioensaio. Os típicos volumes da câmara de reação da presente invenção são de 5 μΙ a 2 ml, preferivelmente de 5 μΙ a 50 μΙ, 50 μΙ a 500 μΙ ou 500 μΙ a 2 ml, e ο mais preferivelmente de 10 μΙ a 30 μΙ.

• Junta de perfuração: No contexto da presente invenção, ο termo junta de perfuração refere-se à junta da agulha perfurada através da cobertura ou uma camada da cobertura em particular. Tipicamente, a junta de perfuração através ou da camada de topo ou da camada de fundo ou de ambas, preferivelmente pelo menos a camada de fundo, não é impermeável ao gás, mas permite que o gás escoe livremente para fora da câmara de reação quando a amostra e opcionalmente um tampão para diluição junto com os reagentes, e/ou além deles, é dispensado para a câmara de reação.

• Rastro da agulha / fechamento impermeável do rastro da agulha: No contexto da presente invenção, o termo rastro da agulha referese ao rastro através da cobertura ou de uma camada em particular da cobertura deixado pela agulha perfurante depois de ela ter sido retraída. Tipicamente, pelo menos ou a via da agulha através da camada de topo ou a camada de fundo se fecha de maneira impermeável na retração da agulha. O termo se fecha de maneira impermeável, no contexto da presente invenção, significa que nenhum fluxo significante de matéria, isto é, o fluxo de matéria que poderia significantemente afetar o desempenho do bioensaio realizado, ocorre através da via da agulha que é fechada de maneira impermeável durante o bioensaio.

MODALIDADES PREFERÍVEIS DA INVENÇÃO

Uma típica modalidade da invenção compreende uma cobertura hermética perfurável para um cartucho de bioensaio com pelo menos uma câmara de reação em que

a) a dita cobertura compreende pelo menos uma primeira camada, isto é, uma camada de topo, uma segunda camada, isto é, uma camada intermediária, uma terceira camada, isto é, uma camada de fundo, e um local ou locais destinados para perfurar;

b) quando o dito cartucho é coberto com a dita cobertura a dita

14/20 terceira camada fica contra o dito cartucho, e o dito local ou locais destinados para perfurar está na abertura da câmara de reação ou estão nas aberturas das câmaras de reação; e

Nas típicas modalidades da presente invenção, a cobertura, antes de ser perfurada, não permite qualquer fluxo ou difusão de matéria para ou a partir de uma câmara de reação através da cobertura.

Na maioria das típicas modalidades da presente invenção, o volume de cada espaço oco em cada local de perfuração é de 5 % de volume a 10 vezes, preferivelmente 15% de volume a 3 vezes e o mais preferivelmente 50 % de volume a 2 vezes o volume da câmara de reação correspondente do cartucho. Em muitas típicas modalidades, a espessura do espaço oco, isto é, a distância entre a primeira camada e a segunda camada no espaço oco, é de 0,1 mm a 20 mm, preferivelmente de 0,3 mm a 10 mm e o mais preferivelmente de 1 mm a 5 mm; e/ou a largura, medida essencialmente perpendicular ao eixo geométrico destinado de perfuração, do espaço oco no local de perfuração é de 1,5 mm a 2 vezes, preferivelmente de 2 mm a 1,5 vezes e o mais preferivelmente de 2,5 mm a 1 vez a largura da abertura da câmara de reação coberta com a dita cobertura.

Na maioria das modalidades da invenção, ou a primeira camada ou a terceira camada, preferivelmente a dita primeira camada, da cobertura é hermética até a perfuração; e ou a terceira camada ou a primeira camada, respectivamente, preferivelmente a dita terceira camada, é tal que

i) quando está sendo perfurada por uma agulha, a junta de perfuração não é impermeável ao gás, mas permite que o gás escoe livremente para fora da câmara de reação, e ii) a dita camada garante o fechamento impermeável do rastro da agulha na retração da dita agulha.

Em muitas modalidades da invenção a camada, ou a primeira

15/20 camada ou a terceira camada, preferivelmente, a dita primeira camada, com uma junta perfurada que não é impermeável ao gás, quando é perfurada por uma agulha, mas permite que o gás escoe livremente para fora da câmara, é pré-estriada. Preferivelmente, o pré-estriamento é com formato de + (isto é, com formato de cruz), com formato de X, com formato de Y ou com formato de I (isto é, linear).

Em algumas modalidades preferidas da invenção, a cobertura compreende pelo menos uma camada adicional. A camada ou as camadas adicionais podem estar acima, entre ou abaixo da primeira, da segunda e/ou da terceira camadas. Em algumas modalidades preferidas, a cobertura compreendé uma camada adicional acima, isto é, no topo da primeira camada e a dita camada adicional tem, no local ou nos locais destinados para perfurar, um espaço oco.

Um típico sistema de acordo com a invenção compreende um cartucho de bioensaio com pelo menos uma câmara de reação e uma cobertura para o dito cartucho em que a cobertura está de acordo com a presente invenção conforme definido acima. Na maioria das típicas modalidades do sistema os volumes das câmaras de reação do cartucho de bioensaio são de 5 μΙ a 2 ml, preferivelmente de 5 μΙ a 50 μΙ, 50 μΙ a 500 μΙ ou 500 μΙ a 2 ml, e o mais preferivelmente de 10 μΙ a 30 μΙ.

A invenção envolve adicionalmente o uso da cobertura de acordo com a presente invenção conforme definido acima. Na maioria das típicas modalidades de uso, os volumes das câmaras de reação do cartucho de bioensaio são de 5 μΙ a 2 ml, preferivelmente de 5 μΙ a 50 μΙ, 50 μΙ a 500 μΙ ou 500 μΙ a 2 ml, e ο mais preferivelmente de 10 μΙ a 30 μΙ.

Exemplos

A invenção é ilustrada pelos exemplos 1 a 7 conforme segue, no entanto, as aplicações onde esta invenção fornece vantagens são se limitam a estes exemplos.

EXEMPLO 1

Câmara de reação de única cavidade

A figura 1 mostra um cartucho de bioensaio 4 com uma câmara

16/20 de reação de único depósito 6 vedada com uma cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12. A camada de fundo 12 da cobertura 2 é feita de 3 mm de silício espesso, pré-estriado (formato de X) no ponto de perfuração esperado. O espaço oco 18 da camada intermediária 10 é cilíndrico em formato, tem 10 mm em diâmetro, 10 mm em profundidade. A camada de fundo 10, isto é, a estrutura principal ao redor do espaço oco 18, que liga a camada de topo 8 e a camada de fundo 12, é feita de espuma de polieteno de célula fechada. A camada de topo 8 é hermética, feita de folha metálica, 80 pm em espessura. O tubo 4 é empacotado com reagentes secos. O cartucho de reagente 4 é armazenado em uma bolsa de folha metálica até que seja usada para o ensaio.

O cartucho 4 é usado para um bioensaio. Uma amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. A agulha perfura através da cobertura de três camadas 2, dispensando o volume de amostra na câmara de reação 6, e então, retraída a partir da câmara 6. Este projeto da cobertura 2 traz as vantagens essenciais da invenção.

EXEMPLO 2

Cartucho com múltiplas cavidades , 12 cavidades da reação

A figura 2 mostra um sistema 20 que compreende um cartucho com múltiplas cavidades 4 composto de 12 cavidades da reação 6 em um arranjo vedado com uma cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12. A camada de fundo 12 da cobertura 2 é feita de 2 mm de espuma de neopreno de célula fechada, pré-estriada (formato de Y) no ponto de perfuração esperado. O espaço oco 18 da camada intermediária 10 é cuboide em formato (6 mm x 6 mm), e 2 mm em profundidade. A camada intermediária 10, isto é, a estrutura principal ao redor do espaço oco 18, que une a camada de topo 8 e a camada de fundo 12, é feita de espuma de borracha de célula fechada. A camada de topo 8 é hermética, feita de metal laminado plástico (bicamada) de 120 pm em espessura. As câmaras de reação 6 são empacotadas com reagentes secos.

O cartucho 4 é usado para um bioensaio. A amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. A agulha perfura

17/20 através da cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12, dispensando o volume da amostra na câmara de reação 6, e então, retraída a partir da câmara 6. Este projeto da cobertura 2 traz as vantagens essenciais da invenção.

EXEMPLO 3

Cartucho com múltiplas cavidades , 96 cavidades da reação

A figura 3 mostra um sistema 20 que compreende um cartucho com múltiplos cavidades 4 composto de 96 cavidades da reação 6, feito de uma placa-padrão de 96 cavidades 20 cujo cartucho 4 é vedado com uma cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12. A camada de fundo 12 da cobertura 2 é feita de 100 pm de vinila espessa, é pré-estriada (formato de I) no pont® de perfuração esperado. O espaço oco 18 da camada intermediária 10 é cônico em formato, tem 5 mm em diâmetro, 1 mm em profundidade. A camada intermediária 10, isto é, a estrutura principal ao redor do espaço oco 18, é feita de poliuretano. A camada de topo 8 é hermética, feita de folha metálica com 15 pm em espessura. O sistema do cartucho 20 é empacotado com reagentes secos. O sistema do cartucho de reagente 20 é armazenado em uma bolsa de folha metálica até que seja usado para o ensaio.

O sistema do cartucho 20 é usado para um bioensaio. A amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. A agulha perfura através da cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12, dispensando o volume da amostra na câmara de reação 6, e então, retraída a partir da câmara 6. Este projeto de cobertura 2 traz as vantagens essenciais da invenção.

EXEMPLO 4 Cartucho com múltiplas cavidades. 384 cavidades da reação individuais

A figura 4 mostra um sistema de cartucho com múltiplas cavidades 20 composto de 384 câmaras de reação individuais 6, feito de uma placa-padrão de 384 cavidades 4 vedada com uma cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12. A camada de fundo 12 da cobertura é hermética, feita de folha metálica de 50 pm em espessura, a camada de topo 8 feita de espuma de célula de poliuretano é pré-estriada (formato de +) no ponto de perfuração esperado 14 e 0,5 mm em espessura. A camada metálica 12 não é pré

18/20 estriada. O espaço oco 18 da camada intermediária 10 é cilíndrico em formato, tem 2 mm em diâmetro, 0,5 mm em profundidade. A camada intermediária 10, isto é, a estrutura principal ao redor do espaço oco 18, é feita de espuma de célula fechada. O sistema 20 é empacotado com reagentes secos.

O sistema do cartucho 20 é usado para um bioensaio. A amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. A agulha perfura através da cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12, dispensando o volume da amostra na câmara de reação 6, e então, retraída a partir da câmara. Este projeto da cobertura 2 traz as vantagens da invenção. EXEMPLO 5 Cartucho com múltiplas cavidades, 384 cavidades da reação individuais

A figura 5 mostra um sistema de cartucho com múltiplas cavidades 20 compostos de 384 câmaras de reação individuais 6, feitas de uma placa-padrão de 384 cavidades 4 vedada com uma cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12. A camada de fundo 12 da cobertura 2 é feita de 300 pm de espuma de poliuretano de célula fechada - bicamada de polieteno, préestriada (formato de +) no ponto de perfuração esperado. O espaço oco 18 da camada intermediária 10 é cilíndrico em formato, tem 3 mm em diâmetro, 2 mm em profundidade. A camada intermediária 10, isto é, a estrutura principal ao redor do espaço oco 18, é feita de espuma de célula fechada. A camada de topo 8 é hermética, feita de folha metálica de alumínio, tem 30 pm em espessura. O sistema 20 é empacotado com reagentes secos.

O sistema do cartucho 20 é usado para um bioensaio. A amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. A agulha perfura através da cobertura 2 de três camadas 8, 10, 12, dispensando o volume da amostra na câmara de reação 6, e então, retraída a partir da câmara 6. Este projeto de cobertura 2 traz as vantagens essenciais da invenção. EXEMPLO 6

Cartucho com múltiplas cavidades, 384 cavidades da reação individuais

A figura 6 mostra um sistema de cartucho com múltiplas cavidades 20 de outro modo idêntico àquele do Exemplo 5, mas que tem uma camada adicional 22, semelhante à camada intermediária 10 no topo da cama

19/20 da de topo 8. A camada adicional 22 pode, em algumas modalidades, melhorar o desempenho ao segregar mais eficientemente os locais destinados para perfurar. Assim, no caso de derramamento no local de perfuração, o risco de o derramamento ser levado para os outros locais de perfuração é grandemente reduzido.

O sistema do cartucho 20 é usado para um bioensaio. A amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. A agulha perfura através da cobertura 2 de quatro camadas 22, 8, 10, 12, dispensando o volume da amostra na câmara de reação 6, e então, retraída a partir da câmara 6. Este projeto de cobertura 2 traz as vantagens essenciais da invenção.

EXEMPLO 7 Cartucho com múltiplas cavidades, 384 cavidades da reação individuais

A figura 7 mostra um sistema de cartucho com múltiplas cavidades 20’ da técnica anterior composto de 384 câmaras de reação individuais 6, feitas de uma placa-padrão de 384 cavidades 4 vedadas com um material de cobertura padrão 2’ feito de folha metálica 8 - bicamada plástica 12. A camada plástica 12 (no fundo) é pré-estriada (formato de +) no ponto de perfuração esperado. A camada de topo 8 é hermética feita de folha metálica. As câmaras de reação 6 são empacotadas com reagentes secos.

O sistema do cartucho 20’ é usado para um bioensaio. A amostra é adicionada na câmara de reação 6 com uma agulha dispensadora. Quando a agulha perfura através da cobertura de bicamada 2’, as bordas da camada pré-estriada 12 sem curvam para baixo; enquanto na retração da agulha as bordas não revertem apropriadamente porque a camada de folha metálica 8 não é elástica o suficiente. Assim, a vedação suficiente do depósito 6 depois da adição da amostra não é alcançada. Além disso, a proximidade das camadas pré-estriada 12 e hermética 8 envolvem a agulha dispensadora muito apertado a fim de permitir que o ar substituto escoe para fora de maneira confiável. Além do mais, o projeto é vulnerável para transferir do depósito 6 para o depósito 6’ devido aos derramamentos. Este projeto da cobertura 2’ representa o estado ta técnica, a camada oca está faltando, as20/20 sim, esta cobertura não traz as vantagens da invenção.

Se a camada plástica pré-estriada estiver no topo e a folha metálica no fundo, um problema adicional seria a queda ocasional de pedaços de folha metálica nas câmaras de reação nos locais de perfuração.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema (20) que compreende um cartucho de bioensaio (4), que compreende pelo menos uma câmara de reação (6) que contém reagentes por bioafinidade em um estado seco, e uma cobertura hermética perfurável (2) que não permite, antes de ser perfurada, qualquer fluxo ou difusão de matéria para ou a partir da dita câmara de reação (6) através da dita cobertura (2), caracterizado pelo fato de que

a) a dita cobertura (2) compreende pelo menos uma primeira camada (8), isto é, uma camada de topo (8), uma segunda camada (10), isto é, uma camada intermediária (10), uma terceira camada (12), isto é, uma camada de fundo (12), e um local ou locais destinados para perfurar (14);

b) quando o dito cartucho (4) é coberto com a dita cobertura (2) a dita terceira camada (12) está contra o dito cartucho (4), e o dito local ou locais (14) destinado para perfurar está na abertura (16) da câmara de reação (4) ou estão nas aberturas (16) das câmaras de reação (4);

c) a dita cobertura (2) tem, no local ou nos locais (14) destinados para a perfuração, um espaço oco (18) entre a dita primeira camada (8) e a dita terceira camada (12), isto é, a dita segunda camada (10) tem um orifício (18) que se estende através da dita segunda camada (10); e

d) ou a primeira camada (8) ou a terceira camada (12), preferivelmente a dita primeira camada (8), da cobertura (2) é hermética até a perfuração; e ou a terceira camada (12) ou a primeira camada (8), respectivamente, preferivelmente a dita terceira camada (12), é tal que

i) quando está sendo perfurada por uma agulha, a junta de perfuração não é impermeável, mas permite que o gás escoe livremente para fora da câmara de reação (6), e ii) a dita camada garante o fechamento impermeável do rastro da agulha na retração da dita agulha

e) a cobertura (2) compreende uma camada adicional (22) acima, isto é, no topo, da primeira camada (8) e a dita camada adicional (22) tem, no local ou nos locais (16) destinados a perfuração, um espaço oco (24).

Petição 870190039354, de 26/04/2019, pág. 7/12
2/2

2. Sistema (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em cada local (14) de perfurar o volume de cada espaço oco (18) é de 5 % de volume a 10 vezes, preferivelmente 15 % de volume a 3 vezes e o mais preferivelmente 50 % de volume a 2 vezes o volume da câmara de reação correspondente (6) do cartucho (4).
3. Sistema (20), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a espessura do espaço oco (18), isto é, a distância entre a primeira camada (8) e a segunda camada (12) no espaço oco (18), é de 0,1 mm a 20 mm, preferivelmente de 0,3 mm a 10 mm e o mais preferivelmente de 1 mm a 5 mm.
4. Sistema (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a largura, medida essencialmente perpendicular ao eixo geométrico destinado de perfuração, do espaço oco (18) no local (14) de perfuração é de 1,5 mm a 2 vezes, preferivelmente de 2 mm a 1,5 vezes e o mais preferivelmente de 2,5 mm a 1 vez a largura da abertura da câmara de reação (6) coberta com a dita cobertura (2).
5. Sistema (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada, ou a primeira camada ou a terceira camada, preferivelmente a dita primeira camada, com uma junta perfurada que não é impermeável ao gás, quando está sendo perfurada por uma agulha, mas que permite que o gás escoe livremente para fora da câmara, é pré-estriada, preferivelmente com formato de +, formato de X, formato de Y ou formato de I.
6. Sistema (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a cobertura (2) compreende pelo menos uma camada adicional (22) acima, entre ou abaixo da primeira (8), segunda (10) e/ou terceira (12) camadas.
7. Sistema (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o volume das câmaras de reação (6) do cartucho de bioensaio (4) é de 5 pl a 2 ml, preferivelmente de 5 pl a 50 pl, 50 pl a 500 pl ou 500 pl a 2 ml, e o mais preferivelmente de 10 pl a 30 pl.