BR112014000426B1

BR112014000426B1 - uso de um material de polímero poroso como um meio para a secagem e o armazenamento de uma amostra de fluido biológico; método de armazenamento de um fluido corporal para análise futura; método para o armazenamento e análise subsequente de uma amostra de fluido biológico

Info

Publication number: BR112014000426B1
Application number: BR112014000426-9A
Authority: BR
Inventors: Emily Frances Hilder; Wei Boon Hon
Original assignee: University Of Tasmania
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2021-01-26
Also published as: CA2836812C; CN103703366B; US10306883B2; CA2836812A1; AU2012283749B2; AU2012283749A1; EP2732283A4; WO2013006904A1; CN103703366A; US20140127669A1; BR112014000426A2; EP2732283A1

Abstract

USO DE UM MATERIAL DE POLÍMERO POROSO COMO UM MEIO PARA A SECAGEM E O ARMAZENAMENTO DE UMA AMOSTRA DE FLUIDO BIOLÓGICO; MÉTODO DE ARMAZENAMENTO DE UM FLUIDO CORPORAL PARA ANÁLISE FUTURA; MÉTODO PARA O ARMAZENAMENTO E ANÁLISE SUBSEQUENTE DE UMA AMOSTRA DE FLUIDO BIOLÓGICO A presente invenção refere-se, em geral, ao uso de materiais poliméricos porosos como um meio para o armazenamento de amostras biológicas. A presente invenção também se refere a um método de secagem e de armazenamento de amostras biológicas nos materiais poliméricos porosos. As amostras biológicas incluem amostras de plasma de sangue e sangue.

Description

USO DE UM MATERIAL DE POLÍMERO POROSO COMO UM MEIO PARA A SECAGEM E O ARMAZENAMENTO DE UMA AMOSTRA DE FLUIDO BIOLÓGICO; MÉTODO DE ARMAZENAMENTO DE UM FLUIDO CORPORAL PARA ANÁLISE FUTURA; MÉTODO PARA O ARMAZENAMENTO E ANÁLISE SUBSEQUENTE DE UMA AMOSTRA DE FLUIDO BIOLÓGICO

CAMPO

[0001] A presente invenção refere-se em geral ao uso de materiais de polímero poroso como um meio para o armazenamento de amostras biológicas. A presente invenção também se refere a um método de secagem e armazenamento de amostras biológicas nos materiais de polímero poroso. As amostras biológicas incluem amostras de sangue e plasma sanguíneo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A técnica de amostragem conhecida como manchamento de sangue seco (DBS) foi desenvolvida pelo microbiologista Robert Guthrie em 1963. O procedimento de coleta de amostra é simplista, envolvendo a coleta de um volume muito pequeno de sangue a partir de uma incisão pequena no calcanhar ou dedo. Uma gotícula de sangue é, então, aplicada diretamente a um papel de amostragem e seca para a extração de analito futura. A amostragem DBS é agora uma prática comum e estabelecida para a triagem quantitativa e qualitativa de distúrbios metabólicos em recém-nascidos (Edelbroek, P.M., J. van der Heijden e L.M.L. Stolk, Dried Blood Spot Methods in Therapeutic Drug Monitoring: Methods, Assays, and Pitfalls. Therapeutic Drug Monitoring, 2009. 31(3) : páginas 327 a 336) .

[0003] As técnicas de amostragem convencionais empregam plasma ou soro como a matriz biológica de escolha para a análise. Essas técnicas exigem que grandes volumes de sangue sejam coletados diretamente da veia de um indivíduo de teste. Inversamente, a amostragem DBS exige volumes de amostra substancialmente menores (microlitros em oposição a mililitros) o que permite a coleta de amostra em situações em que a coleta na maneira tradicional pode ser difícil e é agora aplicada de modo rotineiro a estudos epidemiológicos e, por exemplo, tem sido implantada de modo bem sucedido para analisar vários marcadores biológicos tal como aminoácidos (Corso, G., et al., Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2007. 21(23) : páginas 3777 a 3784) e oligoelementos (Hambidge, M., Journal of Nutrition, 2003. 133(3) : páginas 9485 a 9555) .

[0004] As metodologias DBS são particularmente adequadas para a análise de agentes infecciosos tais como HIV e HCV, como os volumes de amostra reduzidos minimizam o risco de infecção e o sangue não é mais considerado como sendo um risco biológico uma vez seco, o que simplifica drasticamente o armazenamento e transporte das amostras (Allanson, A.L., et al., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2007, 44(4) : páginas 963 a 969) . Sem exigências de armazenamento especializado, as amostras podem ser transportadas de modo fácil e econômico ao redor do mundo. A técnica proporciona uma vantagem em que o equipamento tais como centrífugas e congeladores não são exigidos para o processamento ou armazenamento de amostra.

[0005] As tecnologias DBS também foram aplicadas na análise farmacocinética para analisar componentes no sangue.

[0006] O meio usado atualmente nas tecnologias DBS, que envolve a secagem e o armazenamento de amostras de sangue e plasma antes da análise e extração futuras, compreende materiais de celulose à base de papel. Por exemplo, os materiais à base de papel modificado foram desenvolvidos para o isolamento simplificado do ácido nucleico; em que o papel é tratado quimicamente com uma faixa de compostos para promover o armazenamento a longo prazo do DNA. Entretanto, os materiais de celulose à base de papel não são particularmente adequados para procedimentos de secagem acelerada, particularmente com plasma sanguíneo e não são adequados para incorporar funcionalidades específicas para facilitar a extração seletiva dos componentes do sangue.

[0007] Há consequentemente uma necessidade de identificar materiais alternativos que fornecem propriedades para facilitar a secagem e o armazenamento das amostras biológicas incluindo fluidos corporais tais como amostras de sangue e plasma, para a extração e análise futuras ou permitir a funcionalidade específica a ser incorporada no meio de armazenamento.

SUMÁRIO

[0008] Em um primeiro aspecto, é fornecido um uso de um material de polímero poroso como um meio para a secagem e o armazenamento de uma amostra de fluido biológico, em que o material de polímero poroso é selecionado dentre um material de matriz de polímero poroso ou um material de monólito de polímero poroso, em que o material de monólito de polímero poroso é formado por um processo de polimerização por crescimento em etapas.

[0009] A amostra de fluido biológico pode ser um fluido corporal selecionado dentre sangue, urina, mucosa, fluido sinovial, fluido cerebrospinal, lágrimas ou outra secreção corporal. Em uma modalidade, o uso do material de polímero poroso como um meio é para o armazenamento do sangue total. Em uma modalidade preferencial, o uso é para manchamento de sangue seco (DBS). Em outra modalidade, o uso do material de polímero poroso como um meio é para o armazenamento do plasma sanguíneo. Em uma modalidade preferencial, o uso é para manchamento de plasma sanguíneo seco (DPS).

[0010] Em uma modalidade, é fornecido um uso de um material de matriz de polímero poroso como um meio para a secagem e o armazenamento de uma amostra de fluido biológico. Em outra modalidade, é fornecido um uso de um material de monólito de polímero poroso como um meio para a secagem e o armazenamento de uma amostra de fluido biológico.

[0011] O meio de material de polímero poroso tem um corpo integral com um tamanho de poro e/ou área de superfície específica adaptados para facilitar a secagem e armazenamento dos fluidos corporais.

[0012] Em uma modalidade, o tamanho de poro do material de polímero poroso está na faixa de 5 a 10.000 nm, 50 a 5.000 nm, 100 a 2.000 nm, 200 a 1.000 nm. Um tamanho de poro menor correlaciona-se a uma área de superfície maior que facilita a adsorção de fluidos biológicos tais como sangue e plasma sanguíneo. Em outra modalidade, a área de superfície específica do material de polímero poroso quando medida pela adsorção de nitrogênio com o uso da isoterma BET está na faixa de 0,5 a 1.000 m2/g, 1 a 500 m2/g, 5 a 200 m2/g, 10 a 100 m2/g, 20 a 60 m2/g, 30 a 50 m2/g.

[0013] O meio de material de polímero poroso conforme descrito acima pode receber uma amostra de fluido biológico na forma líquida e ser subsequentemente seco para facilitar o armazenamento, transporte e/ou análise futura da amostra. O meio de material de polímero poroso pode ser adaptado para facilitar a adsorção ou aderência de um fluido corporal, tal como sangue e plasma sanguíneo. Em uma modalidade particular, o meio é adaptado para armazenar sangue e/ou plasma sanguíneo. Por exemplo, o material de polímero poroso pode ser fornecido com a funcionalidade química tais como grupos hidrofílicos. A funcionalidade química pode ser incorporada nos materiais de polímero na polimerização dos mesmos. A funcionalidade química pode ser incorporada após a polimerização, tal como durante a preparação do meio ou funcionalização após o meio ter sido preparado. A funcionalidade química pode envolver a ligação covalente dos grupos funcionais às cadeias de polímero. A funcionalidade química pode ser adaptada para facilitar a pré-análise ou a purificação in situ da amostra biológica no meio, tal como a extração de um ou mais componentes particulares na amostra.

[0014] Em outra modalidade, a funcionalidade no material de polímero poroso para a eliminação in situ de componentes indesejáveis no sangue que impedem a detecção de outros componentes particulares, por exemplo, analitos tais como agentes farmacêuticos ou novas entidades químicas (NCE). Em uma modalidade particular, pelo menos a superfície do material de polímero poroso é modificada para fornecer propriedades de troca de íon para facilitar a análise pós-armazenamento de quaisquer analitos presentes da amostra. Em outra modalidade particular, a área de superfície do material de polímero poroso pode ser fornecida com propriedades de troca de íon para facilitar a aderência na mesma de agentes farmacêuticos selecionados ou a não aderência de contaminantes selecionados presentes no fluido corporal. O material de polímero poroso pode ser, portanto, usado para analisar os fluidos corporais secos no mesmo sem a necessidade de pré-tratamento com base química. Em outra modalidade particular, as propriedades de troca de íon podem ser fornecidas por grupos funcionais presentes em um monômero a partir do qual o material de polímero poroso é formado e/ou uma modificação de superfície pós-polimerização que compreende enxerto de pós-polimerização ou outra modificação química. Em uma modalidade preferencial, a modificação de superfície pós-polimerização é fotoenxerto.

[0015] Em uma modalidade, é fornecido um uso de um material de matriz de polímero poroso como um meio para a secagem e o armazenamento de uma amostra de fluido biológico.

[0016] Em uma modalidade, o material de matriz de polímero poroso é selecionado a partir de pelo menos um dentre uma poliolefina, poliéter, poliéster, poliamida, policarbonato, poliuretano, polianidrido, politiofeno, polivinila e resinas epóxi, preferencialmente pelo menos uma poliolefina, poliéster ou poliamida. As poliolefinas adequadas incluem polietileno, polipropileno e poliestireno.

[0017] O material de matriz de polímero poroso pode ser opcionalmente funcionalizado com um grupo selecionado a partir de pelo menos um dentre hidroxila, alquila, sulfonila, fosfonila, carboxila, amino, nitro, acrilatos e metacrilatos.

[0018] O material de matriz de polímero poroso pode ser um material de partícula de polímero poroso ou um material de fibra de polímero poroso. O material de matriz de polímero poroso pode ser fornecido de várias formas selecionadas dentes ou que compreendem uma espuma, esponja, pano não tecido ou tecido, material à base de fibra ou partícula aglomerada ou material compósito dos mesmos. O material de matriz de polímero poroso pode fornecer uma estrutura de rede interconectada de célula aberta.

[0019] Em uma modalidade, o material de matriz de polímero poroso é um material de partícula de polímero poroso formado sinterizando-se uma aglomeração de partículas de polímero opcionalmente com um ou mais aditivos. Em uma modalidade, as partículas de polímero são selecionadas a partir de pelo menos um dentre poliéster; polietileno que inclui polietileno de densidade alta, tetraftalato de polietileno, fluoreto de polivinilideno (PVDF) e politetrafluoroetileno (PTFE); e polipropileno tal como polipropileno de densidade alta.

[0020] Em uma modalidade, o material de matriz de polímero poroso é um material de fibra de polímero poroso que compreende uma aglomeração de fibras de polímero opcionalmente com um ou mais aditivos. Em uma modalidade, a fibra de polímero é selecionada a partir de pelo menos um dentre poliéster; polietileno que inclui tetraftalato de polietileno, fluoreto de polivinilideno (PVDF) e politetrafluoroetileno (PTFE); e polipropileno tal como polipropileno de densidade alta.

[0021] Em uma modalidade, é fornecido um uso de um material de monólito de polímero poroso como um meio para a secagem e o armazenamento de uma amostra de fluido biológico, em que o material de monólito de polímero poroso é formado por um processo de polimerização por crescimento em etapas.

[0022] O processo de polimerização por crescimento em etapas pode compreende a polimerização de um ou mais monômeros que têm grupos funcionais selecionados a partir de um ou mais dentre os grupos funcionais hidroxila, ácido carboxílico, anidrido, haleto de acila, haleto de alquila, anidrido de ácido, acrilato, metacrilato, aldeído, amida, amina, guanidina, malimida, tiol, sulfonato, ácido sulfônico, éster de sulfonila, carbodiimida, éster, ciano, epoxido, prolina, dissulfeto, imidazol, imida, imina, isocianato, isotiocianato, nitro ou azida. Os monômeros podem ter grupos funcionais selecionados a partir de um ou mais dentre hidroxila, éster, amina, aldeído e ácido carboxílico.

[0023] Em uma modalidade, o monômero é um monômero de ácido acrílico tal como um monômero de metacrilato, por exemplo, metacrilato de hidroxietila (HEMA) e dimetacrilato de etileno glicol (EDMA).

[0024] Em uma modalidade, o material de monólito de polímero poroso pode ser preparado pela polimerização de uma mistura de polimerização que compreende um ou mais monômeros na presença de um monômero de reticulação, um iniciador e um porogênio. A mistura de polimerização pode ser disposta sobre e/ou dentro de um material de suporte que pode incluir o material de matriz de polímero poroso descrito no presente documento e a polimerização pode ser iniciada no mesmo de modo a formar um monólito de polímero poroso, que pode, então, ser lavado com um solvente adequado para remover o porogênio. A mistura de polimerização pode também ser preparada e polimerizada primeiro e, então, disposta sob o material de suporte.

[0025] O material de monólito de polímero poroso pode ser obtido a partir de uma mistura de polimerização que compreende um monômero em uma faixa de 10 a 90% em volume, mais tipicamente 20 a 80% em volume, um porogênio em uma faixa de 10 a 90% em volume, mais tipicamente 20 a 80% em volume e um iniciador em uma faixa de 0,5 a 5% em volume, mais tipicamente cerca de 1% em volume.

[0026] Em um segundo aspecto, é fornecido um método para armazenar um fluido corporal para a análise futura que compreende aplicar uma amostra de fluido biológico ao material de polímero poroso conforme descrito no presente documento e secar a amostra de fluido biológico de tal modo que a amostra solidifica pelo menos parcialmente e adsorve ou adere ao material de polímero poroso.

[0027] Em um terceiro aspecto, é fornecido um método para armazenar um fluido corporal para a análise futura que compreende:

[0028] aplicar uma ou mais amostras de fluido biológico a uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso conforme descrito no presente documento;

[0029] secar parcialmente as umas ou mais amostras aplicadas ao meio;

[0030] separar opcionalmente quaisquer uma ou mais regiões do meio que têm a amostra aplicada às mesmas das regiões sem a amostra aplicada às mesmas;

[0031] secar opcional e adicionalmente as uma ou mais amostras aplicadas às uma ou mais regiões do meio; e

[0032] armazenar as uma ou mais amostras aplicadas às uma ou mais regiões do meio.

[0033] Em uma modalidade, o método compreende a etapa de separar quaisquer uma ou mais regiões do meio que têm a amostra aplicada às mesmas das regiões sem a amostra aplicada às mesmas. Em uma modalidade adicional, o método compreende a etapa de secar adicionalmente as uma ou mais amostras aplicadas às uma ou mais regiões do meio antes de armazenar as um ou mais amostras aplicadas às uma ou mais regiões do meio.

[0034] Em uma modalidade, a separação de quaisquer uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso que têm a amostra aplicada às mesmas das regiões sem a amostra aplicada às mesmas pode compreender remover substancialmente qualquer meio que não tem o fluido corporal aplicado ao mesmo dos arredores da amostra, por exemplo, aparando ou cortando o meio no ou próximo ao perímetro da amostra. O meio pode ser aparado ou cortado dos arredores da amostra de tal modo que a amostra cubra substancialmente a superfície da região a qual a amostra foi aplicada. Em uma modalidade particular, um perfurador é usado para separar e obter as uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso que tem a amostra aplica às mesmas.

[0035] O método pode compreende adicionalmente a identificação e a detecção de um analito da amostra armazenada aplicada ao meio. Em uma modalidade, a amostra de fluido corporal armazenada pode ser analisada sem pré-tratamento e/ou remoção do meio de material de polímero poroso. Em outra modalidade, o método pode compreender o pré-tratamento da amostra armazenada no meio antes de analisar a amostra do mesmo.

[0036] Em uma modalidade, a secagem da amostra de fluido biológico, tal como sangue ou plasma sanguíneo, é aprimorada pela aplicação de pelo menos um dentre a temperatura elevada, convecção forçada ou pressão reduzida. A temperatura elevada pode estar em uma faixa de temperatura acima do ambiente, mas abaixo da temperatura na qual a integridade da amostra ou meio de armazenamento é comprometida. Em uma modalidade particular, a temperatura elevada está na faixa entre 30 e 150 °C, 40 e 120 °C, e mais particularmente entre cerca de 60 e 100 °C ou a 30 °C e acima, 50 °C e acima, 70 °C e acima, 90 °C e acima, 110 °C e acima, ou 130 °C e acima. Em uma modalidade particular, a temperatura elevada é cerca de 90 °C. Em outra modalidade particular, a pressão reduzida está na faixa de 5 a 760 mmHg.

[0037] Em um quarto aspecto, é fornecido um método de análise que envolve a identificação e a detecção de um analito de uma amostra de fluido biológico armazenada adsorvida ou aderida ao meio de material de polímero poroso conforme descrito no presente documento.

[0038] Em uma modalidade, a amostra de fluido biológico armazenada é analisada sem pré-tratamento e/ou remoção do meio de material de polímero poroso. A análise é tipicamente para analitos. Os analitos podem incluir moléculas pequenas e compostos de peso molecular baixo presentes nas amostras de sangue ou plasma sanguíneo, por exemplo, agentes farmacêuticos que incluem novas entidades químicas (NCEs) e quaisquer metabólitos das mesmas, peptídeos, proteínas, oligonucleotídeos, oligossacarídeos, lipídios ou outros compostos instáveis. Em outra modalidade, a análise envolve a análise simultânea de pelo menos dois analitos. Em uma modalidade particular, os pelo menos dois analitos compreendem uma NCE e um metabólito da mesma.

[0039] Em um quinto aspecto, é fornecido um método para o armazenamento e análise subsequente de uma amostra de fluido biológico que compreende material genético, sendo que o método compreende:

[0040] aplicar uma amostra de fluido biológico que compreende um ou mais analitos ao meio de material de polímero poroso conforme descrito no presente documento;

[0041] secar a amostra aplicada ao meio;

[0042] armazenar a amostra;

[0043] recuperar a amostra;

[0044] pré-tratar opcionalmente a amostra; e

[0045] analisar a amostra para os um ou mais analitos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0046] A Figura 1 é uma fotografia que mostra o recipiente usado para preparar o material de monólito de polímero poroso em uma membrana de suporte do Exemplo 2;

[0047] A Figura 2 é um gráfico que mostra o efeito do hematócrito no sangue humano em uma área de manchas de sangue seco ou Exemplo 2, cartões Whatman FTA DMPK-C e cartões Agilent Bond Elut DMSTM;

[0048] A Figura 3 é um gráfico que mostra o efeito do hematócrito no sangue ovino em uma área de manchas de sangue seco no Exemplo 2, cartões Whatman FTA DMPK-C™ e cartões Agilant Bond Elut DMS em respostas à Gabapentina;

[0049] A Figura 4 é um gráfico que mostra o efeito do hematócrito no sangue ovino em uma área de manchas de sangue seco nas respostas a Fluconazol;

[0050] A Figura 5 é um gráfico que mostra o efeito do hematócrito no sangue ovino em uma área de manchas de sangue seco nas respostas a Ibuprofeno;

[0051] A Figura 6 é um gráfico que mostra a consistência da recuperação da Gabapentina a partir de diferentes posições (2, 3, 4 e 5) dentro das manchas de sangue seco normalizadas à posição 1;

[0052] A Figura 7 é um gráfico que mostra a consistência da recuperação do Fluconazol a partir de diferentes posições (2, 3, 4 e 5) dentro das manchas de sangue seco normalizadas à posição 1; e

[0053] A Figura 8 é um gráfico que mostra a consistência da recuperação do Ibuprofeno a partir de diferentes posições (2, 3, 4 e 5) dentro das manchas de sangue seco normalizadas à posição 1.

DESCRIÇÕES DETALHADAS DAS ABREVIAÇÕES

[0054] Nos Exemplos, a referência será feita às seguintes abreviações nas quais:
AFM Microscopia de Força Atômica
APP Aplicações
C Celsius
Cl Classe
[ ] Concentração
EMAA ácido metacrílico de polietileno
F Fahrenheit
FTIR Infravermelho de Transformada de Fourier
h hora
HDPE Polietileno de densidade alta
Mn Peso molecular médio numérico
Mw Peso molecular médio ponderal
MW Peso molecular
RH Umidade Relativa
SEM Microscopia Eletrônica de Varredura
SENB Barra dentada de borda única
TDCB Viga de balanço dupla afunilada
TETA Trietiltetramina
% em peso porcentagem em peso do componentes específico na composição
XPS Espectroscopia de Fotoelétrons de raio x
DEGDMA Dimetacrilato de dietileno glicol
DMPAP 2,2-dimetoxi-2-fenil-acetofenona
EDMA Dimetacrilato de etileno glicol
GMA Metacrilato de glicidila
HEMA 2-hidroxil etil metacrilato
MAA Ácido metacrílico
γ- MAPS 3-(trimetoxisilil) propil metacrilato
META Cloreto de metacriloiloxietil trimetilamônio
SPMA Metacrilato de 3-sulfopropila
UHMWPE Polietileno de peso molecular ultra alto
RE Área relativa
CV Coeficiente de variação

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0055] Em uma tentativa de identificar materiais alternativos que fornecem propriedades para facilitar a secagem e armazenamento da amostra de fluido biológicos para a extração e análise futuras, tais como amostras de sangue e plasma e para identificar materiais que permitem que uma funcionalidade específica seja incorporada aos mesmos, revelou-se agora que um meio de armazenamento de amostra de fluido biológico pode ser formado a partir de uma faixa de materiais de polímero poroso. As modalidades particulares não limitantes da presente invenção são descritas conforme segue.

[0056] A presente invenção refere-se em geral ao uso de um material de polímero poroso como um meio para armazenar um fluido biológico seco, particularmente sangue e plasma sanguíneo. Os materiais de polímero poroso descritos no presente documento podem fornecer, portanto, um meio apropriado para o uso em tecnologias DBS, como uma alternativa para os materiais de celulose à base de papel sendo usados atualmente. Em modalidades particulares, os materiais de polímero poroso fornecem um meio melhorado para o uso no armazenamento de matéria biológica para o exame analítico posterior, tal como o armazenamento de amostras de sangue e plasma para a detecção e identificação futura de analitos que incluem moléculas pequenas, tais como agentes farmacêuticos e metabólitos associados e compostos de peso molecular baixo tais como proteínas e oligonucleotídeos. Os materiais de polímero poroso têm propriedades excelentes que foram identificadas para permitir a secagem eficaz e o armazenamento a longo prazo de amostras de fluido biológico que incluem sangue e plasma sanguíneo.

[0057] Uma vantagem adicional de empregar os materiais de polímero poroso como um sorvente para DBS é que esses materiais permitem um grau de controle sobre a morfologia e química de superfície dos materiais.

[0058] Tipicamente, os materiais de polímero poroso são polímeros sintéticos com um alto grau de reticulação. Por exemplo, os materiais de polímero poroso não são materiais à base de celulose ou papel.

[0059] Termos

[0060] Um "material de matriz de polímero poroso" refere-se em geral a uma matriz de polímero poroso contínuo que tem um corpo integral em que a porosidade do material é formada em um processo de pós-polimerização.

[0061] Um "material de partícula de polímero poroso" refere-se em geral a uma matriz de polímero poroso contínuo que tem um corpo integral que compreende uma aglomeração de partículas de polímero em que a porosidade do material é formada em um processo de pós-polimerização.

[0062] Um "material de fibra de polímero poroso" refere-se em geral a uma matriz de polímero poroso contínuo que tem um corpo integral que compreende uma aglomeração de fibras de polímero em que porosidade do material é formada em um processo de pós-polimerização.

[0063] Um "material de monólito de polímero poroso" refere-se em geral a uma matriz de polímero poroso contínuo que tem um corpo integral que compreende um arranjo fundido de microglóbulos separados por poros em que a porosidade do material é formada em um processo de polimerização in situ.

[0064] "Polimerização por crescimento em etapa" refere-se a um tipo de mecanismo de polimerização no qual monômeros bifuncionais ou multifuncionais reagem para formar cadeias de polímero e redes reticuladas.

[0065] Uma "amostra de fluido biológico" ou "fluido corporal" refere-se a qualquer fluido que pode ser retirado como uma amostra do corpo de um organismo e que pode conter um analito ou material genético detectável, por exemplo, sangue ou plasma sanguíneo de um humano ou indivíduo animal.

[0066] Um "analito" inclui, porém sem limitação, moléculas pequenas e compostos de peso molecular baixo que podem ser detectados em um fluido corporal, tal como um agente farmacêutico presente em uma amostra de sangue ou plasma sanguíneo obtidas a partir de um humano ou indivíduo animal. Por exemplo, um "analito" pode incluir agentes farmacêuticos incluindo NCEs, peptídeos, proteínas, oligonucleotídeos, oligossacarídeos, lipídios ou outros compostos instáveis.

[0067] O termo "meio" quando usado em associação com outro termo, tal como um "meio de material de polímero poroso" refere-se em geral ao próprio material ou associado adicionalmente a um material de suporte, tal como uma ou mais camadas adicionais que incluem uma camada de apoio ou camada protetora. O meio pode fornecer um suporte estacionário para uma amostra de fluido biológico.

[0068] Um "material de suporte" ou termo similar é uma camada ou estrutura de suporte que pode ser associada ao monólito de polímero pela ligação, ligação removível ou não ligação, por exemplo, o material de polímero pode ser polimerizado no material de suporte ou pode apenas assentar sobre o material de suporte com ou sem camadas intervenientes que podem também ser associadas ao material de polímero e material de suporte por meio ligação, ligação removível ou não ligação. O material de suporte pode ser flexível, semirrígido ou rígido e pode estar em qualquer forma desejada, tal como um filme ou membrana e pode ser formado a partir de qualquer material apropriado incluindo vidro, polímeros, metais, cerâmicas ou combinação dos mesmos.

[0069] O termo "alquila" significa qualquer saturada ou insaturada, ramificada ou não ramificada, ciclizada, ou combinações das mesmas, tendo tipicamente 1 a 10 átomos de carbono, que inclui metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, t-butila, pentila, ciclopentila, isopentila, neopentila, hexila, isohexila, ciclohexila, que pode ser opcionalmente substituída por metila.

[0070] O termo "alquileno" significa qualquer ramificada ou não ramificada, ciclizada, ou combinações das mesmas, tendo tipicamente 1 a 10 átomos de carbono, que inclui metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, t-butila, pentila, ciclopentila, isopentila, neopentila, hexila, isohexila, ciclohexila, que pode ser opcionalmente substituída por metila.

[0071] O termo "polímero" inclui copolímeros e o termo "monômero" inclui comonômeros.

[0072] O termo "porogênio", "solvente porogênico" ou termo similar refere-se a um solvente que pode formar poros em uma matriz de polímero durante a polimerização do mesmo e inclui, porém sem limitação, hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos, ésteres, amidas, álcoois, cetonas, éteres, soluções de polímeros solúveis e misturas dos mesmos.

[0073] O termo "iniciador" refere-se a qualquer gerador de radical livre que Poe iniciar a polimerização por meio da iniciação térmica, fotoiniciação ou iniciação de oxirredução.

[0074] Material de matriz de polímero poroso

[0075] O material de matriz de polímero poroso compreende uma matriz de polímero poroso contínuo que tem um corpo integral em que a porosidade do material é formada em um processo de pós-polimerização.

[0076] O material de matriz de polímero poroso pode ser um material de partícula de polímero poroso ou um material de fibra de polímero poroso.

[0077] O material de matriz de polímero poroso pode ser fornecido em uma faixa de tamanhos, configurações, formatos ou formas, dependendo do uso pretendido particular. O material pode ser formado a partir de um processo selecionado a partir de pelo menos um dentre sinterização, extrusão, emulsão, polimerização interfacial e preparação de fibra de tecido.

[0078] O material de matriz de polímero poroso envolve um processo de pós-polimerização para introduzir a porosidade. Por exemplo, um material de polímero que pode incluir uma funcionalidade e compreender um ou mais aditivos é preparado primeiro. O material de polímero preparado pode, então, ser usinado ou processado (por exemplo, moído, triturado ou extrusado) em extrusões dimensionadas, unidades, tiras, fibras ou partículas para facilitar a manipulação e incorporação de componentes ou materiais adicionais. As extrusões, unidades, tiras, fibras ou partículas, adicionalmente a outros aditivos podem, então, ser combinadas ou aglomeradas juntamente tal como pela sinterização em um material sólido para formar um meio que contém uma porosidade particular. O meio ou material pode ser processado para introduzir a porosidade (por exemplo, pela lavagem ou remoção de um aditivo presente no material de polímero).

[0079] Em uma modalidade, o material de matriz de polímero poroso é selecionado a partir de pelo menos um dentre uma poliolefina, poliéter, poliéster, poliamida, policarbonato, poliuretano, polianidrido, politiofeno, polivinila e resinas epóxi, preferencialmente pelo menos uma poliolefina, poliéster ou poliamida.

[0080] As poliolefinas adequadas incluem polietileno, polipropileno e poliestireno. O (co)polímero de polietileno pode ser selecionado a partir de pelo menos um dentre polietileno de peso molecular ultra alto, polietileno de alta densidade, politetrafluoroetileno, etileno acetato de vinila, etileno acrilato de metila, borrachas de etileno-propileno, borrachas de etileno-propileno-dieno, poli (1-buteno), poli (2-buteno), poli (1-penteno), poli (2-penteno), poli(3-metil-1-penteno), poli(4-metil-1-penteno), 1,2-poli-1,3-butadieno, 1,4-poli-1,3-butadieno, poliisopreno, policloropreno, poli (acetato de vinila), poli(cloreto de vinilideno), poli(tetrafluoroetileno) (PTFE), poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF), poliacrilato, polimetacrilato, PET ou PTFE ou uma mistura dos mesmos. O poliestireno pode ser acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). O poliéter pode ser selecionado a partir de pelo menos um dentre éter cetona (PEEK), (poli (oxi-1,4-fenileno-oxi-1,4-fenileno-carbonil-1,4- fenileno)) e poliéter sulfona (PES). A poliamida pode ser selecionada a partir de um náilon tal como náilon-6.

[0081] O material de matriz de polímero poroso pode ser opcionalmente funcionalizado com um grupo selecionado a partir de pelo menos um dentre hidroxila, alquila, sulfonila, fosfonila, carboxila, amino, nitro, acrilatos e metacrilatos.

[0082] Será entendido que a natureza porosa do material de matriz de polímero fornece um ou mais canais através dos quais moléculas líquidas ou gasosas podem passar. O tamanho de poro médio pode estar na faixa de cerca de 0,1 pm a 1.000 pm. Um tamanho de poro médio particularmente adequado pode estar em uma faixa de cerca de 1 pm a cerca de 500 μm, por exemplo, em uma faixa de 1 a 150 μm, 5 a 100 μm ou 10 a 50 μm. Será apreciado que o tamanho de poro médio e a densidade de poro podem ser prontamente determinados com o uso de um porosímetro de mercúrio ou microscopia eletrônica de varredura.

[0083] Uma variedade de métodos conhecidos àqueles versados na técnica pode ser usada para fazer um meio poroso de um material de polímero, por exemplo, pela sinterização, com o uso de agentes de sopro e/ou agentes de lixiviação, métodos de formação de microcélula, perfuração, precipitação de fase inversa ou hidroentrelaçamento. O material poroso pode conter disposições regulares de canais de diâmetros aleatórios ou bem definidos e/ou poros situados aleatoriamente de formatos e tamanhos variáveis. Os tamanhos de poro são tipicamente referidos em termos de diâmetros médios, mesmo que os próprios poros não sejam necessariamente esféricos.

[0084] Em uma modalidade, o material de partícula de polímero poroso pode ser formado pela sinterização de partículas de polímero, opcionalmente com um ou mais aditivos.

[0085] O método particular usado para formar os poros ou canais de um material de polímero poroso e a porosidade resultante (isto é, tamanho de poro médio e densidade de poro) pode variar de acordo com a aplicação desejada. A porosidade desejada pode ser afetada pelo material de polímero poroso pode alterar as propriedades físicas (por exemplo, resistência à tração e durabilidade) dos materiais.

[0086] As quantidades relativas de polímero e opcionalmente o aditivo usado para fornecer um material de polímero poroso variarão com os materiais específicos usados, a funcionalidade desejada da superfície de material e a resistência e a flexibilidade do próprio material.

[0087] O polímero, aditivo funcional ou materiais adicionais opcionais que podem estar na forma de partículas podem ser mesclados para fornecer uma mistura uniforme que pode, então, ser sinterizado. Dependendo do tamanho e formato desejados do produto final (por exemplo, um bloco, tubo, cone, cilindro, folha ou membrana), isso pode ser alcançado com o uso de um molde, linha de correia ou outras técnicas conhecidas àqueles versados na técnica. Os moldes adequados são comercialmente disponíveis e são bem conhecidos àqueles versados na técnica. Os exemplos específicos de moldes incluem, porém sem limitação, folhas planas e cilindros redondos de alturas e diâmetros variáveis. Os materiais de molde adequados incluem, porém sem limitação, metais e ligas tal como alumínio e aço inoxidável, materiais termoplásticos de temperatura alta e outros materiais ambos conhecidos na técnica e revelados no presente documento.

[0088] Em uma modalidade, um molde de compressão é usado para fornecer o material sinterizado. O molde é aquecido até a temperatura de sinterização do polímero, permitido a equilibrar e então submetido a pressão. Essa pressão normalmente varia na faixa entre cerca de 1 psi a cerca de 10 psi, dependendo da composição da mistura que é sinterizada e da porosidade desejada do produto final. Em geral, quanto maior a pressão aplicada ao molde, menor o tamanho médio de poro e maior a resistência mecânica do produto final. A duração de tempo durante a qual a pressão é aplicada também varia dependendo da porosidade desejada do produto final e é normalmente cerca de 2 a cerca de 10 minutos.

[0089] Uma vez que o material poroso tenha sido formado, o molde é permitido a resfriar. Se uma pressão foi aplicada ao molde, o resfriamento pode ocorrer enquanto a mesma ainda está sendo aplicada ou após a mesma ser removida. O material é então removido do molde e opcionalmente processado. Exemplos de processamento opcional incluem, mas sem limitação, esterilização, corte, moagem, polimento, encapsulamento e revestimento.

[0090] Uma variedade de materiais de formatos e tamanhos variantes pode ser usada para fornecer um material poroso adequado. Uma distribuição estreita de tamanho de partícula permite a produção de um material com porosidade uniforme (isto é, um substrato que compreende poros que são distribuídos igualmente no decorrer do mesmo e/ou são cerca do mesmo tamanho), o que permite que soluções e gases fluam mais igualmente através do material e dote materiais de menos pontos estruturais fracos.

[0091] O material de fibra de polímero poroso é uma matriz de polímero poroso contínua com uma faixa de tamanho de poro em particular que tem um corpo integral formado de fibras de polímero. O processo geral para produzir o material de fibra de polímero poroso envolve a formação inicial de fibras de polímero, que em uma etapa subsequente são unidos para formar o material de fibra de polímero poroso. As características de poro do material de fibra de polímero poroso não são determinadas durante o processo de polimerização inicial, mas no processo de unir as fibras produzidas anteriormente umas às outras quando se forma o material ou durante uma reformação ou uma modificação pós-formação do material.

[0092] As fibras de polímero podem ser aglomeradas para formar uma rede de polímero poroso interconectada. A rede de polímero poroso interconectada pode ser de um tipo de célula aberta. As fibras de polímero podem ser orientadas ou aleatoriamente aglomeradas. As fibras de polímero podem ser tecidas ou não tecidas. O material de fibra de polímero poroso pode compreender um ou mais tipos de fibras de polímero contínuas. O material de fibra de polímero poroso pode compreender um ou mais tipos de fibras não contínuas, tais como fibras mescladas ou cortadas. As fibras podem ser compostas de um núcleo e uma bainha externa. Diferentes tipos de fibras podem ser mesclados uns aos outros. O material de fibra de polímero poroso pode compreender uma estrutura fibrosa. Estruturas rígidas de célula aberta podem ser formadas. O material pode ser fornecido em diferentes formatos e tamanhos, que pode incluir lâminas, tubos, hastes ou outros formatos geométricos tridimensionais.

[0093] As fibras de polímero do material de fibra de polímero poroso podem ser selecionadas de pelo menos um dentre poliéster; polietileno que inclui tetraftalato de polietileno, fluoreto de polivinilideno (PVDF) e politetrafluoroetileno (PTFE); e polipropileno tal como polipropileno de alta densidade. As fibras de polímero ou o material podem ser modificados adicionalmente para aumentar uma capacidade de hidrofilia. Os polímeros podem ser mesclados ou diferentes tipos de fibras de polímero combinados.

[0094] Várias fibras estruturais podem ser adicionadas ao material para fornecer resistência e rigidez.

[0095] Uma faixa de tamanho de poro particularmente adequada do polímero material pode ser de cerca de 10 a cerca de 250 μm. Uma faixa de volume de poro particularmente adequada pode ser de 25% a 95%. Uma faixa de densidade para o material de fibra de polímero poroso pode ser, por exemplo, de 12 g/cm cúbico a 0,6 g/cm cúbico.

[0096] Materiais de monólito de Polímero Poroso

[0097] Os monólitos de polímero poroso são normalmente estruturas altamente reticuladas que podem ter a função de um suporte estacionário. A estrutura interna de materiais de monólito de polímero poroso consiste em um arranjo fundido de microglóbulos que são separados por poros e sua rigidez estrutural é assegurada por uma reticulação extensiva. A porosidade do material de monólito é formada em um processo de polimerização in situ de formar o material de monólito.

[0098] Os materiais de monólito de polímero poroso podem ser fabricados de uma mistura que contém um iniciador e monômeros (inclusive monômeros de reticulação) dissolvidos nos solventes de formação de poro conhecidos como geradores de poros. A formação do monólito é disparada através de uma quebra do iniciador por uma fonte externa (por exemplo, fotoiniciação) que cria um radical que induz a formação de cadeias de polímero que precipitam para fora da mistura de polimerização e eventualmente se aglomeram umas as outras para formar uma estrutura sólida contínua. A morfologia do monólito pode ser controlada através de inúmeras variáveis; o(s) monômero(s) de reticulação empregado(s), a composição e o percentual dos solventes porogênicos (geradores de poros), a concentração do iniciador de radical livre e o método usado para iniciar uma polimerização.

[0099] Visto que os monólitos de polímero são normalmente estruturas rígidas contínuas, os mesmos podem ser prontamente fabricados in situ em uma faixa de formatos, formas ou tamanhos. Os monólitos têm sido normalmente fabricados nos confins de colunas ou capilares cromatográficos para inúmeras aplicações cromatográficas. No entanto, dado um molde apropriado também é possível fabricar monólitos no formato de lâminas planas. As lâminas monolíticas planas fornecem um meio particularmente adequado para o armazenamento de sangue total que permite facilitar tanto um armazenamento quanto um transporte de amostras de sangue.

[0100] Uma vantagem adicional de usar materiais de monólito de polímero poroso para DBS se origina da habilidade de poder controlar tanto as propriedades porosas quanto as químicas de superfície específicas. A habilidade para incorporar uma funcionalidade específica para a superfície de monólito permite a extração específica de analitos, por exemplo, agentes farmacêuticos ou novas entidades químicas (NCE), assim como facilitar uma eliminação de matriz que possa degradar uma análise futura. Uma análise futura pode incluir extração de fase sólida (SPE), que tem como base uma adsorção física de analitos em um meio adequado e desse modo para obter uma recuperação máxima de analito o meio deve possuir uma área de superfície grande. As propriedades porosas do meio podem também ser usadas para controlar a química de superfície específica até um grau visto que a área de superfície e, desse modo, a capacidade de troca de íons do meio é dependente das propriedades porosas. A detecção e identificação de analitos pode incluir pequenas moléculas e compostos de baixo peso molecular presentes no sangue ou nas amostras de plasma sanguíneo, por exemplo, agentes farmacêuticos que incluem NCEs, peptídeos, proteínas, oligonucleotídeos, oligossacarídeos, lipídios ou outros componentes lábeis.

[0101] O material de monólito de polímero poroso é formado através de um processo de polimerização por crescimento em etapas. Polimerização por crescimento em etapas normalmente se refere a um tipo de mecanismo de polimerização no qual monômeros bifuncionais ou multifuncionais reagem a cadeias de polímero que podem ter um alto grau de reticulação.

[0102] O processo de polimerização por crescimento em etapas pode compreender a polimerização de um dentre os monômeros que tem grupos funcionais selecionados de pelo menos um dentre hidroxila, ácido carboxílico, anidrido, haloide acila, haloide alquila, anidrido ácido, acrilato, metacrilato, aldeído, amida, amina, guanidina, malimida, tiol, sulfonato, ácido sulfônico, sulfonil éster, carbodiimida, éster, ciano, epóxido, prolina, bissulfeto, imidazol, imida, imina, isocianato, isotiocianato, nitro ou grupos funcionais azido. Os monômeros podem ter grupos funcionais selecionados de pelo menos um dentre hidroxila, éster, amina, aldeído e ácido carboxílico. Em uma modalidade adicional, os grupos funcionais podem incluir grupos zwitteriônicos tais como compostos zwitteriônicos a base de sulfoalquilbetaína, por exemplo, N,N-dimetil-N-metacriloxietil N-(3-sulfopropil) amônio betaína(SPE).

[0103] Em uma modalidade, o monômero é um monômero de ácido acrílico tal como um monômero de metacrilato, por exemplo, hidróxi metacrilato [HEMA] e dimetacrilato de etileno glicol (EDMA).

[0104] Em uma modalidade, o material de monólito de polímero poroso pode ser preparado polimerizando-se uma mistura de polimerização que compreende um ou mais monômeros constituintes dos polímeros na presença de um iniciador, e um gerador de poros. A mistura de polimerização pode ser disposta sobre e/ou em um material de suporte que pode incluir o material de matriz de polímero poroso descrito no presente documento e uma polimerização pode ser iniciada no mesmo de maneira a formar um monólito de polímero poroso, que pode então ser lavado com um solvente adequado para remover o gerador de poros. A mistura de polimerização pode também ser preparada e polimerizada primeiro e então disposta sobre um material de suporte.

[0105] A mistura de polimerização pode ser compreendida de um monômero (inclusive monômeros de reticulação) em uma quantidade de cerca de 10 a 60% em volume, e mais particularmente de cerca de 15 a 40% em volume, cerca de 45 a 85% em volume de geradores de poros e cerca de 1% em volume de iniciador. Em uma modalidade, a mistura de polimerização é compreendida de cerca de 20 a 80% de um monômero (inclusive monômeros de reticulação), cerca de 20 a 80% em volume geradores de poros e cerca de 1% em volume iniciador. As faixas de cada um dentre os monômeros, de monômeros de reticulação e de geradores de poros podem ser variadas dependendo do uso pretendido.

[0106] As lâminas planas de materiais de monólito de polímero poroso podem ser fabricadas com sucesso, por exemplo, ancorando-se uma lâmina delgada de monólito a uma placa de vidro rígida transmitindo-se funcionalidades de metacriloila para a superfície do vidro. As funcionalidades de metaciloila participam no processo de polimerização resultando na fixação covalente do monólito na lamínula de vidro durante o processo de polimerização.

[0107] Em uma modalidade, o meio de polímero poroso da mesma é uma lâmina ou um filme de até cerca de 1 mm de espessura, particularmente cerca de 300 a 900 μm de espessura, e mais particularmente cerca de 500 a 700 μm de espessura. O monólito de polímero pode ter uma espessura de até 500 μm, particularmente cerca de 200 a 400 μm. Outras formas e espessuras de monólito ou de meio de monólito são contempladas e podem ser formadas dependendo do uso específico, por exemplo, o tipo de análise pós-armazenamento contemplado.

[0108] Outros polímeros preferenciais incluem polímeros com grupos funcionais incorporados ao longo da estrutura principal do polímero para facilitar uma modificação ou interação adicional com sangue ou plasma sanguíneo. Por exemplo, uma lâmina de monólito de polímero poroso pode ser configurada para permitir que múltiplas amostras de gota de sangue sejam fornecidas sobre a mesma, e opcionalmente configurada para facilitar uma remoção de monólito em excesso ao redor de cada amostra de gota de sangue.

[0109] Alterar os geradores de poros no processo de preparar os materiais de monólito de polímero poroso afeta apenas a estrutura porosa do material enquanto variar os outros parâmetros modifica a composição e a rigidez do material. Aumentar a concentração do gerador de poros não solvente induz uma precipitação precoce no procedimento de polimerização que normalmente resulta em material com um tamanho de poro maior. Desse modo a escolha de solventes porogênicos e suas composições relativas são escolhidas para modificar um material da estrutura porosa desejada.

[0110] A composição e o percentual de solvente porogênico podem ser usados para controlar as propriedades porosas alterando-se ou ajustando-se o percentual da mistura de solvente porogênico com a co-gerador de poros, tal como água ou um solvente orgânico, por exemplo, ciclohexanol, metanol, hexano, propanol ou butanodiol. Isso afeta tanto o tamanho de poro médio quanto o volume de poro dos monólitos resultantes. Uma ampla faixa de tamanhos de poro pode ser facilmente alcançada através de simples ajustes na composição de solvente porogênico.

[0111] Em uma modalidade, o gerador de poros usado para preparar o monólito de polímero poroso pode ser selecionado dentre uma variedade de diferentes tipos de materiais. Por exemplo, os geradores de poros líquidos adequados incluem solventes orgânicos, hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos, ésteres, amidas, álcoois, cetonas, éteres, soluções de polímeros solúveis e misturas dos mesmos. O gerador de poros é geralmente presente na mistura de polimerização em uma quantidade de cerca de 40 a 90% em volume, mais preferencialmente de cerca de 50 a 80% em volume. Em uma modalidade em particular, o gerador de poros ou os solventes porogênicos incluem dodecanol, ciclohexanol, metanol, hexano ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferencial, o gerador de poros é 1-decanol, ciclohexanol, metanol ou hexano. Em outra modalidade em particular, o solvente porogênico compreende pelo menos 35% de dodecanol em conjunto com ciclohexanol ou metanol em conjunto com hexano.

[0112] A porosidade percentual é o percentual de volume de poro no volume total da matriz monolítica. O termo "volume de poro" conforme usado no presente documento refere-se ao volume de poros em 1 g do monólito. Em uma modalidade, o material de monólito de polímero poroso tem uma estrutura de macroporos que tem um percentual de porosidade de cerca de 45 a 85%, more particularmente entre cerca de 60 e 75%. Em outra modalidade, o tamanho de poro do monólito de polímero poroso pode estar na faixa de 5 a 10.000 nm, 50 a 5.000 nm, 100 a 2.000 nm, 200 a 1.000 nm. Um tamanho de poro menor se correlaciona a uma área de superfície maior que aprimora a capacidade de carregamento de fluidos corporais tais como sangue e plasma sanguíneo. Em outra modalidade, a área de superfície específica da matriz de polímero poroso quando medida através de adsorção por nitrogênio com o uso do isoterma BET (Atkins P, Physical Chemistry, Oxford University Press) está na faixa de 0,5 a 1.000 m2/g, 1 a 500 m2/g, 5 a 200 m2/g, 10 a 100 m2/g, 20 a 60 m2/g, 30 a 50 m2/g.

[0113] Uma polimerização pode ser realizada através de vários métodos de mecanismos de iniciação de radical livre inclusive, mas não limitado a, irradiação gama, iniciação térmica, fotoiniciação, iniciação redox. Em uma modalidade, cerca de 0,1 a 5% em peso (em relação aos monômeros) de radical livre ou de fotoiniciador que abstrai hidrogênio pode ser usado para criar a matriz monolítica de polímero poroso. Por exemplo, 1% em peso (em relação a monômeros) de um iniciador que abstrai hidrogênio pode ser usado para iniciar o processo de polimerização. Os fotoiniciadores que abstraem hidrogênio podem incluir benzofenona, 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona (DMPAP), dimetoxiacetofenona, xantona e tioxantona. Se uma solubilidade do fotoiniciador escolhido é ruim, uma concentração desejada do iniciador pode ser alcançada adicionando-se um tensoativo que permita a homogeneização do iniciador em emulsões com uma concentração de iniciador mais alta.

[0114] Em outra modalidade, através da qual uma polimerização é realizada através de iniciação térmica, o iniciador térmico é geralmente um peróxido, um hidroperóxido, um composto peroxo- ou azo selecionado dentre o grupo que consiste em peróxido de benzoila, peroxobissulfato de potássio, peroxobissulfato de amônio, hidroperóxido de t-butil, 2,2'-azobisisobutironitrila (AIBN) e ácido azobisiocianobutírico e a polimerização termicamente induzida é realizada aquecendo-se a mistura de polimerização até temperaturas entre 30 °C e 120 °C.

[0115] Em outra modalidade, através da qual uma polimerização é iniciada através de um iniciador redox, o iniciador redox pode ser selecionado dentre o grupo que consiste em misturas de benzoil peróxido-dimetilanilina e peroxobissulfato-N, N, N’, N’-tetrametileno-1, 2-etilenodiamina de amônio.

[0116] A incorporação de grupos funcionais no material de monólito de polímero poroso aumenta a polaridade da superfície e desse modo a molhabilidade. Visto que p sangue é composto predominantemente de água, a incorporação do monômero polar no monólito é benéfica para a adsorção do sangue.

[0117] Variar o tipo e as quantidades de solventes porogênicos pode fornecer um controle sobre a distribuição de tamanho de poro dos monólitos, que pode ser examinado através de porossimetria por injeção de mercúrio (MIP) . Com um monômero polar, aumentar a concentração de um gerador de poros menos polar, tal como 1-dodecanol, normalmente fornece monólitos com poros maiores.

[0118] Foi constatado que aumentar o percentual de dodecanol entre 38 a 100% de solvente porogênico em uma mistura de dodecanol e ciclohexanol manteve a distribuição de tamanho de poro em aproximadamente 600 nm. Um solvente porogênico binário de metanol e hexano em razões equivalentes foi empregado para alcançar poros grandes no monólito. Uma distribuição de tamanho de poro pode ser alcançada ao redor de 7.000 nm. Os monólitos com um tamanho de poro menor são mais reprodutíveis, por exemplo, um monólito que contém um solvente porogênico binário de 40% de dodecanol e 20% de ciclohexanol.

[0119] A aparência visual do monólito é considerada um indicador confiável do tamanho de poro devido a dispersão de luz. Os monólitos estudados pareceram calcários, o que indicou um material macroporoso (isto é, acima de cerca de 50 nm de tamanho de poro). Uma análise por MIP confirmou o mesmo, com o diâmetro de poro médio medido a cerca de 600 nm e a porosidade de monólito sendo 68%. A área de superfície específica para o monólito foi determinada através de análise BET.

[0120] Vários tipos de polímeros de crescimento em etapas podem ser usados inclusive grupos que permitem vários tipos de ramificação, tais como pelo menos um dentre os monômeros, comonômeros ou grupo de polímero do tipo estrela, favo, escova, escada e dendrímero.

[0121] Material de Suporte

[0122] Os materiais de suporte do material de monólito de polímero poroso podem ser um filme, uma membrana ou uma camada de reforço flexível, semirrígido ou rígido. Essa associação entre o material de suporte e a matriz de polímero pode se dar através de fixação, fixação removível ou não fixação. O material de suporte pode incluir o material de matriz de polímero poroso descrito no presente documento.

[0123] Aditivos Opcionais

[0124] Os materiais de polímeros porosos de acordo com qualquer uma das modalidades descritas acima pode também incluir outros aditivos tais como modificadores de reologia, cargas, enrijecedores, estabilizantes térmicos ou UV, retardantes de chama, lubrificantes, agentes ativos de superfície. O(s) aditivo(s) é(são) normalmente presentes em uma quantidade de menos do que cerca de 10% com base no peso total do tratamento de ativação ou a combinação de solvente(s), agente(s) e aditivo(s). Exemplos incluem:
(b) modificadores de reologia tais como hidroxipropil metil celulose (por exemplo, Methocell 311, Dow), ureia modificada (por exemplo, Byk 411, 410) e amidas de ácido poliidroxicarboxílico (por exemplo, Byk 405);
(c) formadores de filme tais como ésteres de ácido dicarboxílico (por exemplo, Lusolvan FBH, BASF) e glicol éteres (por exemplo, Dowanol, Dow) ;
(d) agentes umectantes tais como tensoativos fluoroquímicos (por exemplo, 3M Fluorad) e poli-dimetil-siloxano modificado por poliéter (por exemplo, Byk 307, 333);
(e) tensoativos tais como derivados de ácido graxo (por exemplo, Bermadol SPS 2543, Akzo) e sais de amônio quaternário;
(f) dispersantes tais como tensoativos não iônicos com base em álcoois primários (por exemplo, Merpol 4481, Dupont) e condensados de alquilfenol-formaldeído-bissulfeto (por exemplo, Clariants 1494);
(g) agentes antiespumante;
(h) reagentes anticorrosão tais como fosfato ésteres (por exemplo, ADD APT, Anticor C6) , sal de alquilamônio de (2-benzotiazolitio) ácido succínico (por exemplo, Irgacor 153 CIBA) e ditióis de triazina;
(i) estabilizantes tais como derivados de benzimidazol (por exemplo, Bayer, Preventol BCM, proteção por filme biocida);
(j) agentes de nivelamento tais como polímeros modificados por fluorocarbono (por exemplo, EFKA 3777);
(k) pigmentos ou tinturas tal como fluorescentes (Pigmento Royale e produtos químicos);
(l) tinturas orgânicas e inorgânicas tais como fluorosceína; e
(m) ácidos de Lewis tais como cloreto de lítio, cloreto de zinco, cloreto de estrôncio, cloreto de cálcio e cloreto de alumínio.
(n) retardantes de chama adequados que retardam uma propagação de chama, liberação de calor e/ou geração de fumaça que podem ser adicionados de forma singular ou opcionalmente incluem:

[0125] • Derivados de fósforo tais como moléculas que contêm grupos funcionais fosfato, polifosfato, fosfitos, fosfazina e fosfina, por exemplo, fosfato de melamina, fosfato de dimelamina, polifosfato de melamina, fosfato de amônia, polifosfato amônia, fosfato de pentaeritritol, fosfito de melamina e trifenil fosfina.

[0126] • Nitrogênio que contém derivados tais como melamina, cianurato de melamina, ftalato de melamina, ftalimida de melamina, melam, melem, melon, cianurato de melam, cianurato de melem, cianurato de melon, tetraamina de hexametileno, imidazol, adenina, guanina, citosina e timina.

[0127] • Moléculas que contêm grupos funcionais borato tais como borato de amônia e borato de zinco.

[0128] • Moléculas que contêm um ou mais grupos álcool tais como pentaeritritol, álcool polietilênico, poliglicóis e carboidratos, por exemplo, glicose, sacarose e amido.

[0129] • Moléculas que liberam endotermicamente gases de decomposição não combustíveis, tais como, hidróxidos de metal, por exemplo, hidróxido de magnésio e hidróxido de alumínio.

[0130] • Grafite expansível

[0131] O aditivo pode ser selecionado de um ou mais dentre um pó de sílica, sílica gel, fibra de vidro cortada, vidro poroso controlado (CPG), esferas de vidro, fibra de vidro triturada, bolhas de vidro, caolina, óxido de alumina, diamante nanossinterizado. O aditivo pode ser fibra de vidro.

[0132] Em uma modalidade do material de matriz de polímero poroso, outros aditivos podem incluir lubrificantes, fibras, colorantes, cargas, aditivos funcionais, agentes ativos (por exemplo, antimicrobianos), ou agentes antiestáticos. O aditivo funcional pode compreender um composto que tem uma funcionalidade selecionada de um ou mais dentre um grupo funcional hidroxila, ácido carboxílico, anidrido, acila haloide, alquila haloide, aldeído, alceno, amida, amina, guanidina, malimida, tiol, sulfonato, ácido sulfônico, sulfonil éster, carbodiimida, éster, ciano, epóxido, prolina, bissulfeto, imidazol, imida, imina, isocianato, isotiocianato, nitro ou ázido. O aditivo funcional pode compreender um composto que tem um grupo funcional hidroxila, amina, aldeído ou ácido carboxílico. O agente ativo pode ser um fármaco, uma parte hidrofílica, um catalisador, um antibiótico, um anticorpo, um antimicótico, um carboidrato, uma citocina, uma enzima, uma glicoproteína, um lipídio, um ácido nucleico, um nucleotídeo, um oligonucleotídeo, um peptídeo, uma proteína, um ligante, uma célula, uma ribozima ou uma combinação dos mesmos.

[0133] Preparação, Armazenamento e Análise de fluidos corporais

[0134] Os materiais de polímero poroso descritos no presente documento são usados para armazenar amostras de fluido biológico ou amostras de fluido corporal, particularmente sangue e plasma sanguíneo para uma análise futura (por exemplo, de analitos que incluem agentes farmacêuticos ou metabólitos do mesmo). O sangue ou as amostras de plasma sanguíneo podem ser aplicados diretamente aos materiais de polímero poroso. A combinação de amostra e material de polímero poroso é então seca para formar uma amostra solidificada que é adsorvida ou aderida ao meio de armazenamento.

[0135] A amostra de fluido corporal normalmente compreende material genético (por exemplo, DNA e RNA) e pode ser obtida de qualquer fonte, por exemplo, líquidos corporais fisiológicos/patológicos (por exemplo, sangue, urina, secreções, excreções, exsudatos e transudatos) ou suspensões de célula (por exemplo, sangue, linfa, fluido sinovial, sêmen, saliva que contém células bucais).

[0136] Os materiais de polímero poroso fornecem armazenamento ou análise subsequente de uma amostra armazenada. Os materiais de polímero poroso podem ser compostos de uma matriz sólida que compreende uma funcionalidade e/ou uma composição ou um ou mais agentes ativos, que podem proteger contra degradação de material genético armazenado nos materiais de polímero poroso ou facilitar uma inativação de microorganismos (por exemplo, microorganismos associados a uma amostra que podem degradar a amostra ou pode ser potencialmente patogênica para manuseadores humanos), facilitar a extração de analitos em particular ou facilitar uma eliminação de matriz para auxiliar uma identificação e análise de analitos.

[0137] As amostras de fluido corporal secas nos materiais de polímero poroso podem ser analisadas em um estágio posterior, por exemplo, usado para análise farmacocinética de agentes farmacêuticos presentes em amostras de sangue e plasma. Após uma secagem de amostras de fluido corporal nos materiais de polímero poroso, as mesmas são particularmente adequadas para armazenamento e transporte de tais amostras, particularmente amostras de sangue total e plasma pelo fato de que nesse estágio as mesmas são consideradas como sendo relativamente seguras para manejar e não infecciosas (por exemplo, em relação a doenças de infecções que podem ser carregadas no sangue tais como HIV).

[0138] Os materiais de polímero poroso podem ser configurados ou adaptados para permitir um armazenamento de fluidos corporais por muitos anos, inclusive qualquer um dentre os seguintes períodos de tempo: pelo menos um dia, uma semana, um mês, 6 meses, um ano, dois anos, 5 anos, 10 anos, 20 anos ou até 50 anos ou mais.

[0139] Em uma modalidade, o armazenamento a longo termo de um fluido corporal no material de polímero poroso pode ser facilitado envolvendo-se os materiais de polímero poroso, em particular os materiais de monólito de polímero poroso em um material protetor, por exemplo, um material de plástico tal como poliestireno, que pode ser subsequentemente removido quando um acesso para a amostra armazenada é exigido.

[0140] No armazenamento de sangue, a amostra de sangue pode ser aplicada como uma gota de sangue nos materiais de polímero poroso. Uma funcionalidade, componentes ou um ou mais agentes, podem ser adicionados ou incorporados aos materiais de polímero poroso para fornecer propriedades opcionais em particular adequadas para várias finalidades (por exemplo, para desnaturar proteínas, eliminar matriz ou reduzir ou remover quaisquer organismos patogênicos na amostra). Ao mesmo tempo, o sangue (e material genético e/ou analitos no mesmo) pode ser protegido de fatores e processos de degradação de modo que a amostra de sangue seco relativamente estável pode então ser armazenada e transportada para um laboratório de diagnóstico. Os analitos ou o material genético podem ser extraídos, analisados ou usados in situ nos materiais de polímero poroso.

[0141] Os agentes ativos ou uma composição usada com os materiais de polímero poroso pode compreender, por exemplo, uma base fraca monovalente (tal como "Tris", tris-hidroximetil metano, seja como a base livre ou como o carbonato), um agente quelante (tal como EDTA, ácido de etileno diamina tetracético), um detergente aniônico (tal como SDS, dodecil sulfato de sódio), guanidina, ou ácido úrico ou a sal de urato. Outros agentes podem incluir agentes de retenção para reduzir a perda de analitos em análises subsequentes, que podem ocorrer durante armazenamento ou procedimentos de tratamento pré-análise.

[0142] Os monômeros com funcionalidade específica podem ser incorporados para auxiliar a eliminação da matriz biológica da amostra. A habilidade para funcionalizar a superfície do meio da base de papel é limitada, enquanto que simples protocolos para a modificação de meios poliméricos para incorporar uma funcionalidade são bem estabelecidos.

[0143] Em outra modalidade, uma funcionalidade pode ser incorporada no material de polímero poroso para eliminação in situ de componentes indesejáveis em sangue que impedem a detecção de analitos específicos, por exemplo, agentes farmacêuticos ou outros compostos de baixo ou pequeno peso molecular. Em uma modalidade em particular, a área de superfície do material de polímero poroso pode ser dotada de propriedades de troca iônica para facilitar a aderência sobre a mesma de agentes farmacêuticos selecionados ou a não aderência de contaminantes selecionados presentes no fluido corporal. O material de polímero poroso pode, portanto, ser usado para analisar fluidos corporais secos sobre o mesmo sem a necessidade de pós- ou pré-tratamento da base de produto químico. Em outra modalidade em particular, as propriedades de troca iônica podem ser fornecidas através de grupos funcionais presentes em um monômero ou comonômero do qual o material de polímero poroso é formado, e/ou uma modificação de superfície pós polimerização que compreende enxerto de copolimerização ou outra modificação química. A modificação química pode ser fotoenxerto, por exemplo, conforme descrito no documento de patente no U.S. 7.431.888, que é incorporado no presente documento a título de referência. O fotoenxerto pode ser através de UV ou irradiação gama. A modificação química pode ser ativação química por C-H, por exemplo, como pode ser mediado por complexos de metal de transição.

[0144] O enxerto é uma maneira de montar uma química de superfície. Muitos métodos têm sido usados para enxertar polímeros sobre superfícies de polímero termoplástico que incluem tais métodos amplamente diversos como tratamento de chama, tratamento de descarga de corona, tratamento de plasma, uso de tensoativos monoméricos, tratamento de ácido, polimerização de radical livre e radiação de alta energia. Consulte, por exemplo, Uyama, Y. et al., Adv. Polim. Sci. 1998, 137, 1.

[0145] A fixação de cadeias de polímero aos sítios na superfície de poro em um monólito genérico ou material de polímero poroso fornece múltiplas funcionalidades que emanam de cada sítio de superfície individual e dramaticamente aumenta a densidade de funcionalidades de superfície. Exemplos de enxerto e funcionalização de materiais de polímero poroso que incluem materiais de monólito de polímero poroso que usam iniciação de polimerização por radical livre podem ser encontrados na técnica. Viklund, C. et al. em Macromoléculas 2000, 33, 2539, incorporar grupos zwitteriônicos de sulfobetaínas em monólitos poliméricos porosos. Peters, et al. Mostraram anteriormente no documento de patente no U.S. 5,929,214 que polímeros termicamente responsivos podem ser enxertados na superfície de poros em um monólito de polímero através de um procedimento de enxerto de duas etapas que implica (i) vinilização dos poros seguido por (ii) polimerização de radical livre in situ de um monômero de vinil selecionado ou uma mistura dos monômeros selecionados. O polímero termicamente responsivo altera as propriedades de fluxo através dos poros em resposta a diferenças de temperatura.

[0146] O fotoenxerto de superfície com monômeros de vinil tem sido usado para funcionalização de fibras, filmes e lâminas de polímero como, por exemplo, descrito por Ranby B. et al., in Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B, 1991, 151, 301. O fotoenxerto pode ser usado para modificação de superfícies bidimensionais planas ou para monólitos de polímero poroso altamente reticulados tridimensionais.

[0147] Em uma modalidade, a modificação química da superfície do material de polímero poroso se dá através de fotoenxerto iniciado por UV. Por exemplo, um fotoenxerto iniciado por UV mediado por um fotoiniciador que abstrai hidrogênio, que pode ser usado para modificar a superfície de canal, para criar o monólito poroso ou material e para modificar o monólito ou material em regiões selecionadas. A modificação e funcionalização de superfície dos materiais de polímero poroso podem ser alcançadas através de enxerto fotoiniciado em um espaço especificado (isto é, um canal microfluídico ou uma porção do mesmo), que permite a colocação em camadas e a padronização de diferentes funcionalidades na superfície de polímeros.

[0148] Antes de uma amostra de sangue ser adsorvida ou aderida ao meio, a amostra de sangue pode ser dissolvida para facilitar uma aderência da amostra ao meio. O tamanho de poro do meio de material de polímero poroso pode ser fornecido para ser no diâmetro de células vermelhas de sangue ou acima do mesmo (normalmente cerca de 6.000 a 8.000 nm) para facilitar uma aderência da amostra de sangue ao meio.

[0149] Em uma modalidade, é fornecido um método para armazenar um fluido corporal para uma análise futura que compreende aplicar uma amostra de fluido corporal a um meio de material de polímero poroso e secar o fluido corporal de maneira que a amostra pelo menos parcialmente solidifique e adsorva ou seja aderida ao meio de material de polímero poroso.

[0150] Em outra modalidade, um método de armazenamento de um fluido corporal para análise futura pode compreender:

[0151] aplicar uma ou mais amostras de fluido corporal em uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso;

[0152] secar parcialmente a uma ou mais amostras aplicadas o meio;

[0153] armazenar a uma ou mais amostras aplicadas na uma ou mais regiões do meio.

[0154] Em outra modalidade, um método de armazenamento de um fluido corporal para análise futura pode compreender:

[0155] aplicar uma ou mais amostras de fluido corporal em uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso conforme descrito no presente documento;

[0156] secar parcialmente a uma ou mais amostras aplicadas no meio;

[0157] separar qualquer uma ou mais regiões do meio que tem amostra aplicada nas mesmas de regiões sem amostra aplicada nas mesmas;

[0158] armazenar a uma ou mais amostras aplicadas em uma ou mais regiões do meio.

[0159] Em outra modalidade, um método de armazenamento de um fluido corporal para análise futura pode compreender:

[0160] aplicar uma ou mais amostras de fluido corporal em uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso conforme descrito no presente documento;

[0161] secar parcialmente a uma ou mais amostras aplicadas no meio;

[0162] separar qualquer uma ou mais regiões do meio que tem amostra aplicada nas mesmas de regiões sem amostra aplicada nas mesmas;

[0163] secar adicionalmente a uma ou mais amostras aplicadas na uma ou mais regiões do meio; e

[0164] armazenar a uma ou mais amostras aplicadas na uma ou mais regiões do meio.

[0165] A separação de qualquer uma ou mais regiões do material de polímero poroso que tem amostra aplicada nas mesmas de regiões sem amostra aplicada nas mesmas, pode compreender remover substancialmente qualquer meio que não tem fluido corporal aplicado no mesmo do entorno da amostra, por exemplo, aparar ou cortar o meio em ou próximo ao perímetro da amostra. O meio pode ser aparado ou cortado do entorno da amostra, de modo que a amostra cubra substancialmente a superfície da região na qual a amostra foi aplicada, por exemplo, usando um perfurador de diâmetro mais estreito que uma amostra de mancha de sangue. Em outras palavras, a amostra de mancha de sangue pode se estender em ou próximo à borda externa da região de meio de material de polímero poroso na qual a amostra é aplicada. Uma vantagem dessa modalidade é que o craqueamento da amostra pode ser reduzido ou evitado durante a secagem da amostra. A remoção de qualquer meio que não é contatado pela amostra pode facilitar a aderência e o não craqueamento da amostra após a secagem. Tipicamente, a amostra é cortada ou perfurada do meio em excesso.

[0166] As amostras aplicadas no meio são tipicamente cerca de 1 a 20 mm em diâmetro e podem ser cerca de 2 a 15 mm ou 5 a 10 mm em diâmetro, por exemplo, em geral, esféricas de um tamanho de 10 a 100 mm . Por exemplo, a uma ou mais amostras podem ser selecionadas a partir de qualquer um dos tamanhos a seguir (mm2) 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 100. Em outra modalidade, a uma ou mais regiões podem ser selecionadas a partir de qualquer um dos tamanhos a seguir (mm2) 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 100. Será apreciado que dependendo do procedimento, aplicação ou equipamento usado, a variabilidade pode ser associada à aplicação de amostras no meio e as faixas acima, abaixo e entre esses tamanhos também se incluem no escopo da invenção. O meio também pode ser dimensionado ou conformado para facilitar a cobertura substancial de sua superfície com uma amostra de fluido corporal, por exemplo, fornecendo uma ou mais regiões individuais do meio em um material de suporte (por exemplo, um arranjo) , sendo que as regiões são de um tamanho que permite a aplicação de uma amostra nas mesmas que pode cobrir a superfície das mesmas. Vários padrões e disposições de uma ou mais amostras para uma ou mais regiões também se incluem no escopo dessas modalidades. Por exemplo, um arranjo de amostras de fluido corporal pode ser aplicado no meio, como através do fornecimento de um arranjo individualmente separado de 5 x 5 amostras de cerca de 20 mm . Em outra modalidade, o arranjo de amostras pode ser aplicado e/ou cortado de um único meio, ou aplicado em um arranjo de uma ou mais regiões individuais de meio.

[0167] A secagem do fluido corporal, como sangue ou plasma sanguíneo, pode ser intensificada pela aplicação de pelo menos uma dentre temperatura elevada, convecção forçada ou pressão reduzida. A temperatura elevada pode estar em uma faixa de temperatura acima da ambiente, mas abaixo da temperatura na qual a integridade do meio de armazenamento ou amostra é comprometida. Em uma modalidade particular, a temperatura elevada se encontra na faixa de 30 a 150°C, 40 a 120°C e, mais particularmente, cerca de 60 a 100°C ou 30°C e acima, 50°C e acima, 70°C e acima, 90°C e acima, 110°C e acima ou 130°C e acima. Em uma modalidade particular, a temperatura elevada é acima de cerca de 90°C, que para determinados tipos de meios monólitos e amostras pode melhorar a análise futura das amostras ou evitar o craqueamento das amostras após secagem. Tipicamente, as amostras podem ser secas em cerca de 10 a 20 minutos sob as temperaturas elevadas. Em uma particular modalidade, a pressão reduzida está na faixa de 5 a 760 mmHg. A pressão reduzida pode ser aplicada por meio de aparelho de vácuo.

[0168] Também é fornecido um método de análise que envolve a identificação e detecção de um analito a partir de uma amostra de fluido corporal armazenada adsorvida ou aderida a um meio de material de polímero poroso.

[0169] Em uma modalidade, a amostra de fluido corporal armazenada pode ser analisada sem pré-tratamento e/ou remoção do meio de material de polímero poroso. Em outras palavras, as amostras armazenadas no meio podem ser usadas diretamente em análise sem modificação adicional. Os analitos podem incluir pequenas moléculas e compostos de baixo peso molecular presentes em amostras de sangue ou plasma sanguíneo, por exemplo, agentes farmacêuticos incluindo novas entidades químicas (NCEs) e quaisquer metabólitos das mesmas, peptídeos, proteínas, oligonucleotídeos, oligossacarídeos, lipídios ou outros compostos lábeis. Em outra modalidade, a análise envolve a análise simultânea de pelo menos dois analitos. Em uma modalidade particular, os pelo menos dois analitos compreendem uma NCE e um metabólito da mesma.

[0170] Materiais Poliméricos Porosos para Extração Seletiva e Eliminação de Matriz

[0171] A funcionalidade de troca de íons pode ser incorporada nos materiais poliméricos porosos para facilitar a extração seletiva de analitos particulares, como agentes farmacêuticos ou NCEs, e para facilitar a eliminação de matriz. As técnicas de copolimerização e de modificação de superfície podem ser empregadas para incorporar funcionalidade nos materiais poliméricos.

[0172] Tipicamente, os materiais poliméricos porosos têm uma superfície hidrofílica para facilitar a adsorção do fluido corporal. A funcionalidade que pode ser incorporada nos materiais poliméricos porosos para facilitar a limpeza da amostra in situ ou eliminação de matriz, facilita a extração específica (por exemplo, de analitos) ou facilita a bioanálise. A funcionalidade de troca catiônica forte (SCX) pode ser fornecida, por exemplo, pela incorporação de grupos de superfície tipo ácido sulfônico (por exemplo, HEMA-co-SPMA) , a funcionalidade de troca catiônica fraca (WCX) pode ser fornecida por grupos de superfície de ácido carboxílico, a troca aniônica forte (SAX) pode ser fornecida por grupos de superfície de amina quaternária e a troca aniônica fraca (WAX) pode ser fornecida por grupos de superfície de amina terciária.

[0173] Os métodos de extração de fase sólida (SPE) envolvem preparação de amostra para purificar e concentrar analitos de uma matriz através da absorção em um meio seguido pela eluição com um solvente apropriado. As separações de analito entre a fase sólida e o solvente e apenas aqueles com uma alta afinidade para a fase sólida são retidas. Após a eliminação de matriz, o analito pode, então, ser eluído da fase sólida e analisado.

[0174] Os materiais poliméricos como monólitos com grupos funcionais ácidos podem ser fabricados para a extração seletiva de NCEs contendo grupos funcionais básicos, enquanto que monólitos poliméricos com funcionalidade básica permitem a extração seletiva de NCEs que são um pouco ácidas. A incorporação de funcionalidade em materiais poliméricos porosos é, em geral, bem estabelecida e pode ser alcançada com o uso de inúmeras estratégias diferentes.

[0175] Dois métodos possíveis para a incorporação de funcionalidades específicas no meio monolítico polimérico poroso são ou através da incorporação de um monômero funcional diretamente na mistura de polimerização ou através de uma pós-polimerização do arcabouço monolítico. A abordagem de introdução do monômero funcional diretamente na mistura de polimerização juntamente com os monômeros estruturais é, de longe, a abordagem mais simples visto que nenhuma modificação subsequente é necessária. Entretanto, visto que o monômero funcional é parte da mistura de polimerização, é possível que uma grande porção dos grupos ionizáveis seja aprisionada dentro do volume dos meios e não disponível na superfície do monólito para interação com a NCE.

[0176] A segunda abordagem é uma reação pós-polimerização que transmite os grupos funcionais diretamente para a superfície do material através de anexação covalente. O material pode ser otimizado separadamente, significando que uma variedade de funcionalidades pode ser conferida. A vantagem de empregar uma reação pós-polimerização é que a funcionalidade é conferida diretamente sobre a superfície do material, significando que é mais fácil sintetizar materiais de capacidade superior para carregamento de amostra aumentado. A funcionalidade de superfície pode ser conferida com o uso de duas abordagens bastante diferentes; a primeira é uma alteração da química de superfície apesar de uma reação química. Essa abordagem necessita dos monômeros estruturais para incluir grupos reativos. A segunda opção é completar uma segunda reação de polimerização no topo do material previamente formado; essa técnica é conhecida como enxerto de superfície.

[0177] Será apreciado por pessoas versadas na técnica que inúmeras variações e/ou modificações podem ser feitas na invenção conforme mostrado nas modalidades específicas sem que se afaste do espírito ou escopo da invenção como amplamente descrito. As presentes modalidades devem, portanto, ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas.

[0178] Deve ser compreendido que, se qualquer publicação de técnica anterior for aqui referida, tal referência não constitui uma admissão de que a publicação forma uma parte do conhecimento geral na técnica, na Austrália ou em qualquer outro país.

[0179] Nas reivindicações que seguem e na descrição anterior da invenção, exceto onde o contexto exige, de outra forma, devido à linguagem de expressão ou implicação necessária, a palavra "compreender" ou variações como "compreende" ou "que compreende" é usada em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença dos recursos apresentados, mas não exclui a presença ou adição de recursos adicionais em várias modalidades da invenção.

[0180] A invenção será agora descrita com referência aos exemplos não limitadores a seguir.

[0181] EXEMPLOS

[0182] Exemplo 1 - Preparação e uso de meio de matriz de polímero poroso

[0183] A estrutura macroporosa de todos os materiais poliméricos foi medida por porosimetria de intrusão de mercúrio com o uso de um porosímetro Micromeritics AutoPore IV 9505 (Norcross, GA, EUA) . A área de superfície específica foi determinada pelo método Brunauer-Emmet-Teller (BET) [Brunauer S et al, Journal of the American Chemical Society, 1938. 60: páginas 309 a 319] com o uso de um instrumento de absorção/dessorção de nitrogênio automatizado Micromeritics TriStar II 3020.

[0184] Um sistema de irradiação UV OAI LS30/5 Deep (San José, CA, EUA) com uma lâmpada halógena de 500 W foi utilizado para todas as exposições a UV. A calibração de lâmpada para 20,0 mW/cm2 foi realizada com uma medida de intensidade de OAI Modelo 306 com uma cabeça de sonda de 260 nm.

[0185] As membranas de polietileno de alta densidade porosas (X-4913, 90 a 130 μm de diâmetro médio dos poros) foram obtidas junto à Porex (GA, EUA).

[0186] Preparação de meio modificado

[0187] A membrana de polietileno de alta densidade porosa foi imersa em uma solução purgada que consiste em 15 %, em peso, de ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico, 0,22 %, em peso, de benzofenona, 63,6 %, em peso, de álcool terc-butílico e 21,1 %, em peso, de água. A matriz foi deixada repousando nessa solução por pelo menos 10 minutos, excluída de ar. A matriz foi coberta com uma lamínula de microscópio de vidro e o enxerto foi alcançado por irradiação UV com um tempo de irradiação de 15 minutos. A matriz foi, então, lavada com água mediante agitação constante em um banho de agitação durante pelo menos 2 horas e, então, foi permitida secar em temperatura ambiente.

[0188] Uso de meio para DBS

[0189] Para demonstrar o potencial da matriz polimérica porosa modificada como um meio ou sorvente para o armazenamento do sangue total, alíquotas de 15 μl de sangue humano total foram manchadas diretamente sobre a matriz não modificada e matriz modificada. O sangue não penetrou na matriz não modificada, secando como pontos dimensionados irregulares. Na matriz modificada, o sangue penetrou por toda a espessura da matriz (~ 2 mm) e uma uniformidade excelente foi exibida tanto para o formato quanto tamanho de mancha. A mancha de sangue se tornou seca ao toque nessa matriz dentro de 1 hora em temperatura ambiente.

[0190] Exemplo 2 - Preparação de material de monólito de polímero poroso em uma membrana de suporte

[0191] A estrutura macroporosa de todos os materiais poliméricos foi medida por porosimetria de intrusão de mercúrio usando um porosímetro Micromeritics AutoPore IV 9505 (Norcross, GA, EUA). A área de superfície específica foi determinada pelo método Brunauer-Emmet-Teller (BET) [Brunauer S et al, Journal of the American Chemical Society, 1938. 60: páginas 309 a 319] com uso de um instrumento de absorção/dessorção de nitrogênio automatizado Micromeritics TriStar II 3020. Todos os monólitos foram desgaseificados em equipamento vacprep Micromeritics em uma temperatura de 50°C durante 24 horas.

[0192] O monólito de lâmina plana em uma membrana de suporte foi preparado com o uso de um recipiente tipo sanduíche retangular conforme mostrado na Figura 1. O recipiente tipo sanduiche é produzido de aço inoxidável e tem uma dimensão de (W x L x H) 11,3 x 24,5 x 2,3 cm. Esse consiste em duas metades; uma base com uma espessura de 1,4 e uma aba retangular superior que tem 0,45 cm de espessura. Um espaço vazio de 8,1 x 21,5 cm da aba permite a exposição à UV no meio. A parte central da base é uma cavidade rasa que tem uma dimensão de (W x L) 8 x 21,5 cm e uma profundidade de 600 μm. Um anel de vedação Viton de 8,8 x 22,0 cm foi usado para formar uma barreira ao longo das bordas da cavidade rasa para evitar que a solução vazasse para fora. Uma peça de placa de vidro de 9,5 x 22,8 cm e 0,4 cm em espessura foi colocada entre as duas metades do recipiente para vedar a cavidade e formar monólito na parte interna.

[0193] Preparação de mistura de polimerização

[0194] A mistura de polimerização (17,58 g) foi preparada através da pesagem do iniciador apropriado, monômeros, monômero de reticulação e porógenos em um frasco. A mistura de polimerização consistiu em 19,3 % (p/p) de monômero (2-hidroxietil metacrilato, HEMA), 19,3% (p/p) de monômero de reticulação (etileno glicol dimetacrilato, EDMA), 30,7% (p/p) de cada porógeno (metanol e n-hexano) misturado com um iniciador de UV (2,2-dimetóxi-2-fenilacetofenona (DMAP)) para proporcionar uma mistura de solvente orgânica límpida. A quantidade de iniciador usou o correspondente a 1% (p/p) da quantidade total de monômero e monômero de reticulação. A mistura foi sonicada durante 10 minutos a fim de garantir a dissolução dos componentes.

[0195] Preparação de monólito de polímero na membrana
2. Uma membrana de suporte com um tamanho de 7 x 2 0,5 cm foi colocada na parte central do molde. A membrana de suporte era uma fibra de poliéster não tecida (OTH001 comercializada por BMP America) que tem uma espessura de 0,59 mm e um peso de 130 g/m2.
3. A mistura de polimerização foi injetada na cavidade rasa com uma pipeta Pasteur apenas o suficiente para molhar toda a lâmina da membrana.
4. O molde foi coberto com uma peça de placa de vidro de 9,5 x 22,8 cm e 0,4 cm em espessura entre as duas metades do recipiente.
5. As duas metades foram presas juntamente com 8 parafusos que distribuem 7,5 cm de um ao outro.
6. A mistura de polimerização foi injetada por meio de uma seringa equipada com uma agulha de seringa de calibre 25 no recipiente até que todo o espaço fosse ocupado com a mistura.
7. Com a solução no lugar e as duas metades do recipiente tipo sanduíche presas, o recipiente foi irradiado sob UV durante 50 min usando um equipamento Spectrolinker™ série XL-1500 (Spectronics Corporation, Westbury, NY, EUA).
8. Após a polimerização, a membrana de suporte com o monólito foi separada do molde e transferida para um recipiente com metanol e lavada de um dia para o outro em um agitador (Gyro-Rocker STR9, STUART instruments, Bibby Scientific Limited, Reino Unido).
9. A membrana de suporte lavada com a lamina plana de monólito foi seca em um forno a vácuo em temperatura ambiente de um dia para o outro.

[0196] Uso de monólito de polímero para tecnologia de amostragem de mancha de sangue seco (DBS) para uso em descoberta de fármaco (3 mm de mancha, concentração nominal de 2.500 ng/ml)

[0197] O objetivo desse exemplo foi testar as propriedades de difusão e variabilidade dos níveis hematócritos de DBS com o uso do material de monólito de polímero e membrana de suporte preparada conforme descrito acima.

[0198] Efeitos de hematócrito de sangue humano em área de manchas de sangue seco no Exemplo 2, cartões Whatman FTA DMPK-C TM e cartões Agilent Bond Elut DMSTM

[0199] A maior diferença entre níveis hematócritos para o Exemplo 2, Whatman e Agilent foi 9 %, 26 % e 10 %, respectivamente. As áreas de mancha foram medidas por integração com o uso do programa ImageJ. As contagens de pixel foram convertidas em mm2 . A diferença foi de 9%, 14% e 9% em ambos os extremos do Exemplo 2, cartões de Whatman e Agilent, respectivamente. Essa medição é mais precisa devido ao fato de ter sido usado ImageJ para medir a área da mancha de sangue total, especialmente, usando o diâmetro da mancha de sangue para calcular a área (a mancha de sangue pode não ter um formato redondo). Os resultados são apresentados na Tabela 1 abaixo e representados graficamente na Figura 2.

[0200] Tabela 1

[0201] Os efeitos de hematócrito de sangue humano em resposta a Gabapentin, Fluconazol e Ibuprofen são mostrados nas Figuras 3 a 5. A diferença de porcentagem de 45% de HCT foi superior a 15% para Gabapentin e Ibuprofen no Exemplo 2. Novamente, erros de porcentagem superiores foram observados quando HCT 20 e HCT 80 foram usados em Whatman. O cartão Agilent foi suscetível a níveis hematócritos baixos de HCT 20 e HCT 30 para Gabapentin e Ibuprofen. Em geral, erros de porcentagem inferior foram observados com o uso de Fluconazol em três tipos de cartões.

[0202] Uso de monólito de polímero para tecnologia de amostragem de mancha de sangue seco (DBS) para uso em descoberta de fármaco

[0203] O objetivo desse exemplo foi demonstrar a consistência (ou ausência de) de recuperação do analito a partir de localizações diferentes dentro da Mancha de Sangue Seco, isto é, para demonstrar a homogeneidade da DBS.

[0204] O Exemplo 2A é o monólito de polímero poroso em uma membrana de suporte do Exemplo 2 que tem 800 mícrons de espessura tendo uma membrana de 400 mícrons de espessura e um monólito de 400 mícrons de espessura.

[0205] O Exemplo 2B é o monólito de polímero poroso em uma membrana de suporte do Exemplo 2 que tem 640 a 700 mícrons de espessura tendo uma membrana de 400 mícrons de espessura e um monólito de 240 a 300 mícrons de espessura.

[0206] Procedimento
10. 20 μl de 2.500 ng/ml de amostras sanguíneas contendo Gabapentin, Fluconazol e Ibuprofen (7.500 ng/ml) foram manchados sobre tipos de cartões diferentes.
11. As manchas foram secas durante uma hora nos Exemplos 2A e 2B e 2 horas para os outros tipos de cartões.
12. Um disco de 1,50 mm foi perfurado a partir de cada mancha seca e colocado em um tubo Eppendorf.
13. 300 pl de 0,1% de ácido fórmico em 80% de metanol (com 5 ng/ml de mistura padrão interna deuterada) foram adicionados à amostra e, então, submetidos a vórtice e embebidos por ~2 horas (ou sonicados, se possível).
14. As amostras foram centrifugadas (14.000 rpm x 5 min) e 250 ul de sobrenadante foram coletados e transferidos para um tubo de 0,5 ml.
15. As amostras foram evaporadas até a secura em um forno a vácuo a 35 °C de um dia para o outro.
16. As amostras foram reconstituídas em 200 ul de água:metanol (9:1) ou (60 ng/ml de amostra e 7,5 ng/ml de I.S.), centrifugadas (14.000 rpm x 5 min) e, então, foram transferidos 100 ul para 250 ul de frascos de amostra para análise.

[0206] Esses resultados são apresentados na Tabela 2 abaixo.

[0207] Tabela 2

[0208] A razão da área de pico para as posições individuais são, na maioria das vezes, reproduzíveis, exceto para as manchas no cartão Agilent. Os desvios da razão de área de pico da punção de centro não foram consistentes, especialmente, no cartão Agilent.

[0209] Os resultados são mostrados graficamente nas Figuras 6 a 8.

Claims

USO DE UM MATERIAL DE POLÍMERO POROSO COMO UM MEIO PARA A SECAGEM E O ARMAZENAMENTO DE UMA AMOSTRA DE FLUIDO BIOLÓGICO, caracterizado pelo material de polímero poroso ser um material monolítico de polímero poroso, em que o material monolítico de polímero poroso é formado através de um processo de polimerização de crescimento gradual, em que monômeros bifuncionais ou multifuncionais reagem para formar cadeias de polímeros e redes reticuladas, em que o material monolítico de polímero poroso está associado a uma ou mais camadas de suporte, em que a uma ou mais camada de suporte compreende um material de matriz polimérica porosa selecionado a partir de um poliéter, poliéster, poliamida, policarbonato, poliuretano, polianidrido, politiofeno, polímeros de polivinila, resinas epóxi e um polietileno selecionado a partir de polietileno de alta densidade, tereftalato de polietileno, fluoreto de polivinilideno (PVDF) e politetrafluoretileno (PTFE).
USO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela amostra de fluido biológico ser sangue total ou plasma sanguíneo e o uso ser para manchas de sangue seco ou manchas de plasma de sangue seco.
USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo meio de material de polímero poroso ter um corpo integral com um tamanho de poro e uma área superficial específicas adaptados para facilitar a secagem e o armazenamento de fluidos corporais.
USO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo tamanho de poro do material de polímero poroso se situar na faixa de 5 a 10.000 nm e a área superficial específica do material de polímero poroso quando medida por adsorção de nitrogênio com o uso de isoterma de BET se situar na faixa de 0,5 a 1.000 m2/g.
USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo material monolítico de polímero poroso ser incorporado com funcionalidade química a fim de facilitar a pré-análise ou a purificação in situ da amostra biológica no meio.
USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo processo de polimerização de crescimento gradual para o material monolítico de polímero poroso compreender a polimerização de um ou mais monômeros que têm grupos funcionais selecionados a partir de um ou mais grupos funcionais de hidroxila, ácido carboxílico, anidrido, haleto de acila, haleto de alquila, anidrido ácido, acrilato, metacrilato, aldeído, amida, amina, guanidina, maleimida, tiol, sulfonato, ácido sulfônico, éster de sulfonila, carbodiimida, éster, ciano, epóxido, prolina, dissulfeto, imidazol, imida, imina, isocianato, isotiocianato, nitro ou azida.
USO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo monômero ser um monômero de ácido acrílico.
USO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo monômero de ácido acrílico ser um monômero de metacrilato.
USO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo monômero de metacrilato ser selecionado a partir de pelo menos um de metacrilato de hidroxietila (HEMA) e dimetacrilato de etileno glicol (EDMA).
USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo material monolítico de polímero poroso ser preparado através da polimerização de uma mistura de polimerização que compreende um ou mais monômeros na presença de um monômero de reticulação, um iniciador e um porogênio para fornecer um material que compreende um monômero em uma faixa de 10 a 90% em volume, um porogênio em uma faixa de 10 a 90% em volume e um iniciador em uma faixa de 0,5 a 5% em volume.
USO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela camada de suporte compreender um material de matriz de polímero poroso selecionado a partir de um poliéster ou, poliamida ou um polietileno selecionado a partir de polietileno de alta densidade, tereftalato de polietileno, fluoreto de polivinilideno (PVDF) e politetrafluoretileno (PTFE).
USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo material de matriz de polímero poroso da camada de suporte estar sob a forma de uma espuma, esponja, pano tecido ou não tecido, material à base de fibra ou partícula aglomerada ou material compósito dos mesmos.
USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo material de matriz de polímero poroso da camada de suporte ser um material particulado de polímero poroso formado a partir da sinterização de uma aglomeração de partículas de polímero opcionalmente, com um ou mais aditivos ou ser um material de fibra de polímero poroso que compreende uma aglomeração de fibras de polímero, opcionalmente, com um ou mais aditivos.
MÉTODO DE ARMAZENAMENTO DE UM FLUIDO CORPORAL PARA ANÁLISE FUTURA, caracterizado por compreender a aplicação de uma amostra de fluido biológico ao material de polímero poroso, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13 e a secagem da amostra de fluido biológico de modo que a amostra pelo menos se solidifique parcialmente e adsorva ou adira ao material de polímero poroso.
MÉTODO DE ARMAZENAMENTO DE UM FLUIDO CORPORAL PARA ANÁLISE FUTURA, caracterizado por compreender:
aplicar uma ou mais amostras de fluidos biológicos a uma ou mais regiões do meio de material de polímero poroso, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13;
secar, parcialmente, uma ou mais amostras aplicadas ao meio; e
armazenar uma ou mais amostras aplicadas a uma ou mais regiões do meio.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda a etapa de separação de qualquer uma ou mais regiões do meio que têm amostra aplicada às mesmas das regiões sem amostra aplicada às mesmas.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 ou 15, caracterizado por compreender ainda a etapa de secagem de uma ou mais amostras aplicadas a uma ou mais regiões do meio.
MÉTODO DE ANÁLISE, caracterizado por envolver a identificação e a detecção de um analito a partir de uma amostra de fluido biológico armazenada adsorvida ou aderida ao meio de material de polímero poroso conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.
MÉTODO PARA O ARMAZENAMENTO E ANÁLISE SUBSEQUENTE DE UMA AMOSTRA DE FLUIDO BIOLÓGICO que compreende material genético, caracterizado por compreender:
aplicar uma amostra de fluido biológico que compreende um ou mais analitos ao meio de material de polímero poroso, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13;
secar a amostra aplicada ao meio;
armazenar a amostra;
recuperar a amostra; e
analisar a amostra para o um ou mais analitos.
MÉTODO DE ANÁLISE, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de pré-tratamento da amostra.