ES2222153T3 - Cartucho absorbente para extraccion en fase solida. - Google Patents

Abstract

Un método para formar un cartucho absorbente, que incluye los pasos de: - colocar una barrera porosa (14, 14a) en una ubicación predeterminada en una punta hueca (12) de una pipeta (10) para definir un volumen de absorbente (16) entre la barrera, las paredes laterales de la punta y una abertura (19) en un extremo distal (18) de la punta (12); y - succionar una pasta de solvente y absorbente (24) al interior del volumen de absorbente (16) a través de la abertura (19) del extremo distal (18) de la punta (12) hasta que el volumen se llene de absorbente y succionar el solvente a través de la barrera (14, 14a) mientras la barrera impide el paso del absorbente (24), siendo el solvente seleccionado de manera que permita el uso del absorbente para un análisis químico previsto.

Description

Cartucho absorbente para extracción en fase sólida.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un cartucho absorbente especialmente útil para extracción en fase sólida pero aplicable en otros campos. La extracción en fase sólida (SPE) es una técnica de preparación/purificación de muestras ampliamente utilizada, aplicada para muestras complejas como extractos de productos naturales y fluidos corporales. Esta técnica utiliza pequeñas columnas de separación (cartuchos) que contienen una capa de material absorbente. Los componentes de una muestra pasada a través de esta capa de material absorbente bien son retenidos en la superficie del material absorbente o bien pasan a través del material absorbente sin ser retenidos. La naturaleza del material absorbente se suele elegir de manera que los componentes de interés sean retenidos en el cartucho absorbente y los que pasan a través son carentes de interés o bien el hecho de no ser absorbidos indica la ausencia de un componente particular. El componente absorbido se libera durante un paso posterior de tratamiento para su subsiguiente tratamiento y/o análisis.

Los cartuchos SPE comercialmente disponibles están disponibles en diversos tamaños, habitualmente con un diámetro interno de 5 mm y más, un volumen interno de mínimo 1 ml y contienen 100 - 200 mg de material absorbente. En casos excepcionales dichos cartuchos pueden contener 25 - 50 mg de absorbente. El equipamiento SPE de reciente aparición actúa con placas de plástico con 96 pozos cada una, y cada pozo contiene 10 - 15 mg de material absorbente.

Los cartuchos SPE se producen colocando un primer disco poroso o fibra de vidrio o silicona en el fondo del cartucho y añadiendo a continuación el material absorbente desde lo alto del cartucho. La capa de material absorbente se mantiene en su lugar con un segundo disco poroso colocado encima del material absorbente (DE-A-3717211). En el uso, la muestra de fluido, la solución de lavado y los fluidos de extracción se hacen pasar por el cartucho SPE de arriba abajo, es decir, en la dirección de las fuerzas gravitatorias. La muestra de fluido penetra a través de la capa de material absorbente por gravitación o centrifugación, o por la aplicación de presión o aspiración al cartucho mediante diversos accesorios, pero la dirección de flujo es siguiendo la dirección de la gravedad de arriba abajo, para salir a continuación por una abertura en el fondo.

Resumen de la invención

En la reivindicación 12 se define un cartucho absorbente mejorado para ser usado en la preparación de muestras de fluidos para análisis químico. Dicho cartucho se aporta colocando absorbente en una punta de pipeta en su extremo distal y aspirando el fluido por analizar hacia el absorbente con un soporte. Este modo de uso invierte el flujo del fluido de un cartucho absorbente normal. El cartucho absorbente se forma con una punta de pipeta que tiene un eje longitudinal y una punta con un interior cónico provisto de paredes que definen una cavidad que se extiende a lo largo del eje y se abre en un extremo distal de la punta. En la cavidad cónica se coloca una barrera porosa en una ubicación predeterminada de la punta para definir un volumen absorbente entre la barrera, las paredes de la cavidad y la abertura en el extremo distal de la punta. La barrera permite que los fluidos en tratamiento pasen a través de la barrera. En el volumen absorbente se coloca un material absorbente. El material absorbente de preferencia se selecciona para su uso en análisis químico y la barrera se selecciona para que impida el paso del material absorbente. Esta construcción se adapta para el uso aplicando una presión reducida para aspirar o sorber el fluido por analizar contra la dirección de la gravedad, a través de la punta de la pipeta, a través del absorbente y a continuación a través del filtro barrera. Este cartucho es especialmente adecuado para preparar muestras para análisis cromatográfico, pero tiene una aplicabilidad más amplia.

En este cartucho absorbente básico se pueden introducir variaciones. Entre estas variaciones está la adición de medios para ejercer succión en la pipeta a fin de aspirar los fluidos en tratamiento a través de la abertura de la punta, a través del material absorbente y a través del filtro. Esto se puede conseguir con una pipeta o una estructura de jeringa accionada a mano. La jeringa de preferencia consta de un soporte en comunicación fluida con una segunda abertura en posición opuesta a la abertura del extremo distal. El soporte está configurado para casar con la segunda abertura para situar una primera cavidad del soporte en comunicación fluida con el filtro. Un émbolo se aloja de manera deslizable en una segunda cavidad del soporte y está situado en comunicación fluida con la primera cavidad. El émbolo y la primera cavidad están dimensionados respectivamente a fin de crear una succión suficiente para aspirar fluido desde la abertura de la punta hacia la cavidad del soporte cuando el émbolo se desliza en la segunda cavidad.

De preferencia, el tamaño de la abertura de la punta es de aproximadamente 2 - 10 veces el tamaño del material utilizado en el material absorbente. Además, el material absorbente se coloca en el cartucho aspirando una mezcla de un solvente y el material absorbente a través de la abertura del extremo distal de la punta, de manera que el solvente pase a través del filtro para dejar el absorbente en el volumen absorbente. El material absorbente en sí tiene de preferencia un recubrimiento de un solvente lo bastante adhesivo para hacer que el material absorbente se adhiera entre sí y resista el paso por la abertura de la punta. El solvente de preferencia es a base de glicol o glicol de etileno, que no afectan adversamente a la mayoría de métodos analíticos.

Es ventajoso que el volumen absorbente comprenda un volumen cónico que se adelgaza hacia la abertura distal, y que la barrera porosa comprenda un filtro troncocónico de forma similar, alineado para encajar en forma de cuña en el volumen cónico.

El cartucho se utiliza para el análisis de muestras fluidas, de preferencia para ser usado en cromatografía.

La invención consta además de un método para formar un cartucho absorbente como se define en la reivindicación 1. Se coloca una barrera porosa en una ubicación predeterminada en una punta hueca de una pipeta para definir un volumen absorbente entre la barrera y la abertura en un extremo distal de la punta. Una pasta de absorbente y un fluido es succionada o aspirada hacia el volumen absorbente a través de la abertura en el extremo distal de la punta hasta que el volumen se llena de absorbente. El solvente continúa siendo aspirado a través de la barrera mientras que la barrera impide el paso del absorbente. El solvente se selecciona de manera que no degrade un uso posterior del absorbente para análisis químico. Este método permite ventajosamente la formación rápida de un cartucho absorbente con una elevada precisión del volumen absorbente.

Este método básico se modifica adicionalmente aspirando un fluido de lavado a través de la abertura, el absorbente y la barrera a fin de eliminar del absorbente los materiales no deseados. Adicionalmente, se puede colocar al menos un tapón en la punta para ayudar a impedir que se degrade el rendimiento del absorbente. El método consta además del paso de poner un dispositivo de jeringa de succión en comunicación fluida con la punta para ejercer una presión reducida que aspire fluidos a través de la abertura, el absorbente y la barrera hasta el interior de la jeringa. Alternativamente, el método puede comprender el paso de poner un dispositivo de jeringa en comunicación fluida con la punta para ejercer una presión positiva que impulse fluidos a través de la barrera, el absorbente y la abertura. Al igual que en el aparto, el método de preferencia deja un recubrimiento sobre el absorbente que hace que el material absorbente se adhiera entre sí y resista contra la caída por la abertura. Ese recubrimiento se logra utilizando un solvente seleccionado de entre el grupo que incluye el glicol y el glicol de etileno.

También se aporta un método mejorado para formar y utilizar el cartucho absorbente para análisis químico. Este método permite una formación fácil seguida de un uso inmediato, lo que presenta ventajas en algunas aplicaciones. Este método consta de los pasos de colocar una barrera porosa en una ubicación predeterminada en una punta hueca de una pipeta para definir un volumen absorbente entre la barrera y la abertura en el extremo distal de la punta y aspirar una pasta de absorbente al interior del volumen absorbente a través de la abertura del extremo distal de la punta hasta que el volumen se llena de absorbente y aspirar el solvente a través de la barrera mientras la barrera impide el paso del absorbente. El solvente se selecciona de manera que no degrade un uso posterior del absorbente para análisis químico o cromatográfico. A continuación se aspira una muestra del fluido por analizar a través de la abertura y al interior del absorbente para que interactúe con el absorbente. La mayor parte de la muestra fluida se retira a través de la barrera excepto los componentes retenidos en el absorbente. Ventajosamente, los componentes de la muestra retenidos en el absorbente se pueden extraer del absorbente pasando otro fluido a través del absorbente, recogiendo este fluido en el soporte y transfiriéndolo a un recipiente desmontable para su posterior análisis o tratamiento. Alternativamente, aplicando una presión positiva sobre al absorbente a través de la barrera se puede expeler el absorbente a través de la abertura para un posterior análisis o tratamiento del absorbente después de haber interactuado con la muestra de fluido. En este caso la dirección de flujo del fluido es en la dirección de las fuerzas gravitatorias.

Los métodos y aparatos hasta aquí descritos aportan numerosas ventajas. Una ventaja de esta invención es la de aportar un cartucho absorbente que está hecho con puntas de pipeta comercialmente disponibles o un cuerpo cónico similar que contiene un pequeño volumen de material absorbente en la punta.

Otra ventaja de esta invención es aportar un cartucho utilizado para SPE lleno con un absorbente bajo una capa porosa que mantiene el material absorbente en su lugar durante el llenado de la punta y una vez que la punta se ha llenado.

Otra ventaja de esta invención es aportar un cartucho que puede liberar el absorbente en un frasco o tubo de ensayo para un subsiguiente tratamiento y/o análisis de la muestra.

Otra ventaja de esta invención es aportar un cartucho absorbente que puede ser formado por un instrumento para la preparación automática de la muestra antes del uso en muy breve tiempo.

Otra ventaja de esta invención es aportar un cartucho absorbente que permite la preparación de pequeños volúmenes de muestra para su análisis requiriendo pequeñas cantidades de reactivos y reduciendo al mínimo la dilución de la muestra.

Breve descripción de las ilustraciones

Estas y otras características, ventajas y objetivos de esta invención se comprenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y a las ilustraciones, en las que números similares se refieren a partes similares en toda la descripción, y en las que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de pipeta según la invención;

la figura 2 es una vista parcial en sección de la punta del conjunto de la fig. 1; y

la figura 3 es una vista parcial en sección de un ejemplo de realización alternativo de la punta del conjunto de la fig. 1.

Descripción detallada

Con referencia a la figura 1, una pipeta 10 tiene un dispositivo de succión 11 acoplado a una punta hueca distal 12. Tales pipetas 10 están hechas de plástico, habitualmente polipropileno, y tienen un volumen que oscila entre 10 microlitros y varios mililitros. La punta hueca 12 define una cavidad en la que se coloca una barrera para absorbente. La barrera para absorbente impide el paso de un material absorbente pero permite el paso de fluido. Como se utiliza aquí, el término "fluido" incluye líquidos y gases, pero el uso principal y preferente de esta invención es con líquidos. En el ejemplo de realización ilustrado, la barrera para absorbente consta de un disco de filtro 14 situado en la punta 12. El disco de filtro 14 divide la cavidad en un primer volumen o espacio distal 16 entre un extremo distal 18 de la punta 12 y el filtro 14, y un segundo volumen o espacio 20 situado entre el disco de filtro 14 y la entrada 22 de la pipeta. El tamaño de los espacios o volúmenes 16 y 20 variará según el tamaño y la ubicación del filtro 14 y también según el volumen total de la punta de la pipeta. Ventajosamente, el espacio 16 forma parte de una cavidad cónica que se extiende a lo largo del extremo distal 18 de la pipeta 10, siendo su conicidad uniforme y simétrica respecto a un eje longitudinal 21 de la punta 12. En resumen, el volumen 16 de preferencia forma un hueco de forma cónica, aunque se pueden usar cavidades de otras formas. En el extremo distal 18 hay formada una abertura 19.

Un límite poroso sirve para retener el material absorbente 24 mientras permite que pasen los fluidos. La forma y la composición del límite poroso variarán según la configuración de la estructura adyacente, pero en el ejemplo de realización ilustrado el límite poroso viene dado por el disco de filtro 14. El tamaño del disco de filtro 14 se determina de manera que pueda ser insertado en la punta 12 de la pipeta hasta cierta profundidad y encajar por fricción con las paredes interiores de la punta 12 a fin de permanecer en posición durante el uso. El filtro 14 de preferencia se inserta desde la entrada 22 y es impulsado hacia el extremo distal 18. El filtro 14 de preferencia tiene forma troncocónica, con un diámetro mayor y un diámetro menor, y de preferencia el ángulo de conicidad coincide con el del volumen cónico 16. Puede ser de longitud variable, pero de preferencia es corto, y una longitud de aproximadamente 2 mm sobre el eje longitudinal 21 se considera adecuada para los filtros 14 de diámetros más pequeños. El filtro 14 está configurado o dimensionado de manera que encaja en cuña en una ubicación predeterminada de la punta 12 a fin de aportar un espacio distal 16 de un volumen predeterminado. Así, la posición del filtro 14 sobre el eje longitudinal 21 puede determinar el volumen 16 de la punta 12. En este ejemplo de realización ilustrado, la profundidad de penetración del filtro 14 sobre el eje longitudinal 21 depende pues del diámetro del disco 14, que se utiliza para delimitar el volumen 16 que se va a llenar con material absorbente. El filtro 14 de preferencia está hecho de polietileno poroso, aunque se podría hacer con otros materiales porosos como fibra de vidrio.

Con más detalle, y haciendo referencia a las figuras 1 - 2, la ubicación del disco de filtro 14 sobre el eje longitudinal 21 de la punta 12 de la pipeta se define precisamente de manera que el volumen 16 delimitado por el disco de filtro 14, las paredes de la punta 12 de la pipeta y el extremo distal 18 de la punta 12 de la pipeta estén todos controlados. Este volumen o espacio 16 define la cantidad de material absorbente 24 que contiene el cartucho absorbente. Este volumen 16 es ventajoso que oscile entre 10 microlitros y hasta 1 mililitro, aunque otros volúmenes son posibles pero pueden requerir puntas de pipeta hechas más a medida.

El filtro 14 se puede insertar en la punta de la pipeta 10 por diversos medios que posicionan la barrera para el absorbente, ilustrada aquí por el filtro 14, en la ubicación deseada y que de preferencia fijan el filtro 14 en posición. Ventajosamente, el filtro 14 se inserta colocando el extremo más ancho del filtro 14 sobre un extremo distal 28 del soporte 26 (figura 1) e insertando el soporte 26 y el filtro 14 en la entrada de la pipeta 10 hasta que el filtro hace cuña en el interior de la punta 12 de la pipeta. También se podría utilizar una varilla estrecha para empujar el filtro 14 a su posición. Si se desea, podrían utilizarse marcas en el soporte 26 relacionadas con la ubicación de la abertura 22 de la pipeta 10, o una marca en la pipeta 10, a fin de indicar la distancia de inserción apropiada.

La punta 12 de la pipeta 10 provista del filtro 14 que define el volumen distal 16 forma un cartucho de absorbente 27 vacío.

La naturaleza química del material absorbente 24 variará según la muestra por analizar. El material absorbente 24 típicamente se compone de pequeños gránulos esféricos, de tamaño uniforme, de sílice o resina polimérica o de otro material sobre los cuales se adhieren diversos recubrimientos químicos. De preferencia, el material absorbente 24 se añade después de colocar en posición la barrera para el absorbente, ilustrada como filtro 14, para definir el volumen distal 16. De preferencia, la pipeta 10 se coloca sobre un dispositivo de succión 11 que comprende un soporte 26 semejante a una aguja colocada en una jeringa. El soporte 26 actúa como cuerpo de la jeringa, y un émbolo 40 actúa como el émbolo para ejercer un vacío o una presión lo bastante baja como para aspirar fluido hacia la aguja y el cuerpo de la jeringa. Antes de describir el uso, se aporta una mayor descripción del émbolo 40 y el soporte 26.

Con referencia a la figura 1, el soporte 26 es tubular, con una cavidad 36 que se extiende sobre su eje longitudinal. La cavidad 36 de preferencia forma una cavidad cilíndrica 36a para la longitud del diámetro exterior cilíndrico 30 y a través del extremo ensanchado 29. La cavidad 36 de preferencia forma una cavidad cónica 36b para la parte correspondiente al extremo cónico 31 del soporte 26 y con el mismo ángulo de conicidad. Un extremo distal 38 del soporte 26 de preferencia tiene una abertura 39 en comunicación con la cavidad 36.

El émbolo 40 está configurado para que corresponda con al menos una parte de la cavidad 36, y de preferencia con toda ella cuando el émbolo 40 está insertado en la cavidad 36. El émbolo 40 tiene una empuñadura 42 en un extremo. Una parte central 44 del émbolo es cilíndrica y está dimensionada para encajar estrechamente con la parte cilíndrica 36a de la cavidad 36, en un encaje lo bastante preciso como para crear un vacío cuando el émbolo 40 se retira de la cavidad 36. El otro extremo 46 del émbolo 40 es de forma cónica, de preferencia que corresponda con el extremo cónico 36b de la cavidad 36. El émbolo 40 está configurado para que actúe como un émbolo de una jeringa, mientras que el soporte 26 actúa como la jeringa. Se puede disponer un extremo ensanchado 29 en el soporte 26 para facilitar la formación del vacío mediante el movimiento relativo del émbolo 40 y el soporte 26.

Para cargar un absorbente 24 en la cavidad 16, el extremo distal 18 de la punta 12 de la pipeta se sumerge en una mezcla compuesta por el material absorbente apropiado y un solvente. Una mezcla heterogénea de un sólido (absorbente) y un líquido (solvente) se denomina también una pasta, y este término es el que se utilizará también aquí. A continuación se retira lentamente el émbolo 40 del cuerpo de la jeringa (soporte 26) haciendo que la pasta llene el volumen 16 por debajo del límite poroso formado por el filtro 14. El solvente de la mezcla pasa a través del filtro 14 mientras que el absorbente 24 no pasa, lo cual permite que el absorbente 24 se acumule por debajo del filtro del volumen 16. El émbolo 40 se retira hasta que el espacio 16 bajo el límite poroso está completamente lleno de material absorbente, en cuyo momento se retira el extremo distal 18 fuera de la pasta. El émbolo 40 se retira aún más y ejerce más aspiración hasta que el líquido de la pasta es evacuado del lecho de absorbente acumulado en el volumen 16. A continuación el émbolo 40 y la jeringa (soporte 26) se pueden retirar de la pipeta 10, mientras la succión del émbolo 40 mantiene el líquido de la pasta en el cuerpo del soporte 26. El líquido de la pasta se puede desechar entonces, tras retirar el cartucho de absorbente, empujando el émbolo 40 hacia el interior del soporte 26 para expulsar el líquido de la mezcla por la abertura 39 del extremo distal 38 del soporte 26. Después el soporte 26 será reinsertado para su uso inmediato. Dichos soportes 26 y émbolos 40 están comercialmente disponibles para uso con pipetas 10.

El cartucho de absorbente 27 preparado de esta manera puede utilizarse de inmediato o almacenarse para un uso posterior. El solvente utilizado para la preparación de la pasta debe cumplir ciertos requisitos a fin de asegurar el correcto llenado del cartucho y también para impedir pérdidas de absorbente durante el almacenamiento y el uso. La pasta no debe interferir con el uso previsto del absorbente. Así, el solvente de la pasta es de preferencia químicamente inerte con los productos químicos que se pretende emplear después con el absorbente o con los componentes de la mezcla que interactúan con el absorbente durante el uso. Para facilitar el llenado, es preferible que el absorbente tenga aproximadamente la misma densidad que el solvente de la mezcla de manera que el absorbente 24 flote en el solvente. Además, el solvente de la pasta de preferencia humedece el absorbente. Así, es preferible un solvente con una presión de vapor baja, que no se evapore rápidamente. También es preferible que el solvente de la pasta haga el absorbente ligeramente pegajoso de manera que las partículas del absorbente se adhieran entre sí y no caigan fácilmente por la abertura 19 del extremo distal 18 de la punta 12. Finalmente, el solvente debe pasar a través de la barrera 14 para el absorbente. Glicerol, glicol de etileno o glicol de propileno se consideran solventes de pasta adecuados para muchos absorbentes.

Con referencia a la figura 2, cuando la pipeta 10 tiene el volumen 16 lleno de absorbente, se forma un cartucho 27 lleno de absorbente. Según la aspiración aplicada por el émbolo 40, el absorbente 24 puede compactarse en el volumen 16 en diversos grados. Es ventajoso que el absorbente 24 llene sustancialmente todo el volumen 16 y esté lo bastante compactado para que el absorbente 24 no caiga por la abertura 19 del extremo distal 18. Como ya se ha mencionado, utilizar un solvente que confiera cierta adhesividad al absorbente puede ayudar a impedir que el absorbente abandone de manera no deseada el volumen 16. Una vez lleno, el volumen 16 de absorbente contendrá aproximadamente 50 - 60% de absorbente sólido. La parte restante del volumen 16 incluye el espacio intersticial vacío entre las partículas que componen el absorbente 24. Es difícil llenar un volumen con más de dicha cantidad de material granular sin que se aplaste el material. Si el volumen se llena con menos de dicha cantidad, el material queda tan suelto y poco compactado que se cae fuera.

Los cartuchos 27 llenos pueden tener un tapón en uno o ambos extremos 22 y 18 a fin de conservar el lecho de absorbente durante periodos de tiempo prolongados. En la figura 2 se ilustran esquemáticamente tapones adecuados 32, 34 colocados sobre los extremos 19 y 22, respectivamente, aunque es posible utilizar otros tipos de tapones o cierres. Así, los tapones pueden adoptar diversas formas, como los tapones huecos en forma de taza de la ilustración, y están hechos de un material que no afecte al uso previsto del absorbente. El polietileno es un ejemplo de material para tapón. El tapón 34 sobre el extremo 22 de la pipeta 10 no es necesario si el émbolo (soporte 26) está insertado en la pipeta 10, ya que el encaje entre la parte exterior cilíndrica 30 y la parte interior cilíndrica 13 es lo bastante ajustado para resultar estanco.

Ventajosamente, se utilizan puntas de pipeta comercialmente disponibles. Es preferible que la abertura 22 de la pipeta sea de tamaño estándar de modo que el cartucho de absorbente 12 se pueda conectar con pipetas, soportes o dispositivos automáticos dispensadores de líquidos de un tipo convencional y comercialmente disponible. Además, es preferible que la pequeña abertura 19 en el extremo distal 18 sea ligeramente mayor de lo normal para facilitar la carga de la pasta absorbente, y el tamaño de la abertura 19 del extremo 18 podrá variar según la naturaleza del absorbente 24 y en particular según el tamaño de las partículas del medio utilizado en el absorbente.

La punta de pipeta estándar tiene una abertura en el extremo 18 de 0,5 mm (0,02''). El tamaño preferente de la abertura 19 para la presente aplicación es de aproximadamente 0,8 mm (0,032''). Así pues, el tamaño preferente de la abertura 19 del extremo 18 es aproximadamente un 50% mayor que la abertura estándar de las pipetas 10. Este tamaño preferente de la abertura 19 es aproximadamente entre 3 y 10 veces mayor que el tamaño del material absorbente 24, que típicamente se compone de esferas de un tamaño por lo general uniforme. Así, es preferible que la abertura 19 sea al menos 2 veces mayor que el medio más grande utilizado en el material absorbente 24, y de preferencia entre 3 y 10 veces mayor. Se pueden utilizar tamaños mayores de la abertura 19, pero con un riesgo aumentado de que el material absorbente 24 se caiga. Si se desea, se puede fijar una malla de retención sobre el extremo de la abertura 19 una vez que se ha colocado el material absorbente 24 en el volumen 16. Pero esto perjudica la capacidad de expeler el absorbente 24 del volumen 16 en algunas aplicaciones analíticas.

El cartucho pipeta 27 resultante tiene un pequeño volumen de absorbente 24 en el cartucho 27. La ubicación de ese absorbente 24 en la punta 12 de la pipeta hace que su uso resulte muy fácil. Una descripción de un ejemplo de uso de la presente invención ayudará a ilustrar las ventajas del cartucho 27. La punta distal 18 de un cartucho 27 de absorbente se coloca en un soporte 26 y la punta 18 se sumerge en una muestra de un fluido corporal como suero. Se recoge un volumen de muestra tirando del émbolo 40 para que aspire el suero al interior del cartucho 27. La succión hace que el fluido de la muestra (por ejemplo, suero) atraviese la capa de material absorbente 24 al retirar lentamente el émbolo 40 del soporte 26. Los aminoácidos libres presentes en la muestra de suero son retenidos en la superficie del material absorbente 24 del cartucho 27 a medida que la muestra (por ejemplo, suero) pasa sobre el material absorbente. Una vez que se ha recogido una muestra suficiente y se ha pasado a través del material absorbente 24, el extremo distal 18 se retira del suero. El émbolo 40 se retira lo suficiente para aspirar la muestra (por ejemplo, suero) a través del material absorbente 24 y del filtro 14. La punta distal 38 del soporte 26 está adyacente al filtro 14 y la muestra (por ejemplo, suero) pasa a la cavidad 36 del cuerpo del soporte 26. El soporte 26 y los restos de la muestra (por ejemplo, suero) en el soporte 26 se pueden retirar entonces de la pipeta 10. Apretando el émbolo 40 se crea una presión positiva que hace que los restos de la muestra (por ejemplo, suero) sean expulsados del soporte 26. Los restos de la muestra (por ejemplo, suero) pueden desecharse o guardarse en un frasco para su uso posterior, según el procedimiento analítico que se utilice.

Tras desechar los restos de la muestra (por ejemplo, suero) del soporte 26, el soporte 26 puede insertarse de inmediato en la pipeta 10 para su uso subsiguiente, o lavarse retirando el émbolo 40 para que aspire un líquido limpiador hacia la cavidad 36 del soporte 26 y apretando luego el émbolo 40 para que expulse el líquido limpiador.

A continuación se pasa una solución de lavado a través del cartucho 28 colocando el extremo distal 18 en una solución de lavado y retirando el émbolo 40 para que aspire el líquido limpiador a través del lecho de absorbente 24 y del filtro 14 hasta el interior de la cavidad 36 del soporte 26. El paso de lavado se utiliza para ayudar a eliminar gotas de la muestra (por ejemplo, gotas de suero) retenidas entre las partículas de absorbente. El paso de lavado se puede repetir según sea necesario.

En el paso siguiente del proceso ilustrativo los aminoácidos retenidos en el material absorbente se liberan mediante extracción con un solvente apropiado. Así, el solvente es aspirado por succión al interior del cartucho 27, a través del lecho absorbente 24 para crear un extracto de aminoácidos que pasa a través del filtro 14 hasta el interior de la cavidad 36 del soporte 26. El extracto de aminoácidos se expele de la cavidad 36 del soporte 26 apretando el émbolo 40 para expeler el extracto de la abertura 39 del soporte. El extracto se puede expeler a un frasco u otro recipiente o ubicación deseados para un posterior análisis o una posterior preparación para su análisis.

Alternativamente, el paso de extracción se puede realizar en un frasco una vez que el material absorbente 24 ha sido expulsado del cartucho 27 al frasco. Esto se puede realizar introduciendo algo de fluido en la cavidad 36 del soporte 26, insertando el soporte 26 en la pipeta 10 y presionando el émbolo 40 para hacer pasar el fluido a través del disco de filtro 14 hacia la punta 18 del cartucho 27, es decir, en dirección contraria a la utilizada para llenar el cartucho. Una presión positiva lo bastante elevada, creada por el émbolo 40, expulsará el absorbente 24 por la abertura 19 de la punta 18 hacia la ubicación o el frasco deseados.

El uso de componentes fácilmente disponibles como las pipetas 10, el soporte 26 y el émbolo 40 permite aportar un aparato coste-efectivo. Igualmente importante es que el volumen de absorbente 24 se puede variar con precisión desde volúmenes muy pequeños a volúmenes mucho mayores. Esto permite un uso eficiente de pequeños volúmenes de muestra y absorbentes. También reduce desperdicios y ahorra reactivos utilizados en una subsiguiente preparación de la muestra. La operación del émbolo 40, el soporte 26 y la pipeta 10 se realiza con facilidad y permite un control manual del proceso. Además, si bien es preferible que el lecho de absorbente 24 permanezca en el cartucho 27 y los diversos productos químicos sean aspirados a través del lecho mediante la retirada del émbolo 40, es posible expeler el lecho de absorbente 24 del cartucho 27 para una extracción exhaustiva. Esto aporta una manera versátil para el tratamiento o el tratamiento parcial de muestras. Además, se considera que la forma cónica preferida para el volumen de absorbente 16 aporta un flujo eficaz del fluido ya que el fluido entra en un área pequeña y es aspirado por la presión reducida hasta una superficie mayor en el extremo superior del volumen cónico 16.

El ejemplo de realización ilustrado utiliza una cavidad cónica para formar el volumen 16, y una filtro cónico 14 para formar la barrera porosa que retiene el absorbente 24 mientras deja pasar los fluidos. Otros arreglos son posibles. Por ejemplo, con referencia a la figura 3, el interior de la punta 12 podría comprender segmentos cilíndricos con diámetros decrecientes en la dirección de la punta 18 y con un extremo cónico en la punta 18. Un filtro cilíndrico 14a reposa sobre las repisas formadas por los escalones para posicionar el filtro 14a sobre el eje longitudinal 21. Seleccionando un filtro 14a de un diámetro adecuado, es posible controlar la posición del filtro sobre el eje 21. Los escalones pueden estar situados a intervalos predeterminados para facilitar la determinación del volumen 16 del lecho de absorbente 24. La desventaja de esta construcción es que requiere una fabricación especial de la punta 12, mientras que el ejemplo de realización preferente utiliza puntas 12 de pipeta convencionales o ligeras variaciones de dichas puntas, lo que ayuda a reducir costos.

En los ejemplos de realización mencionados, la abertura 19 de la punta 18 es más pequeña que el filtro 14, 14a, y la superficie de la sección transversal en el filtro 14, 14a es mayor que la superficie de la sección transversal en la abertura 19 de la punta 18. Esto resulta en un volumen de absorbente 16 que se estrecha hacia la abertura 19 de la punta 18, de preferencia con un estrechamiento uniforme, como el de un cono. Ese estrechamiento hace que el absorbente 24 se encaje en forma de cuña hacia la abertura estrecha 19 de la punta 18, lo que ayuda al absorbente a permanecer adherido sin caer por la abertura 19 bajo la influencia de fuerzas gravitatorias. La abertura estrecha 19 de la punta 18 también se selecciona para dificultar que el absorbente 24 caiga fuera del volumen 16 por la acción de la gravedad. Si se utiliza un volumen 16 que no tiene forma cónica, de preferencia el volumen 16 sigue teniendo una abertura estrecha en la punta 18 para ayudar a retener el absorbente 24 en el volumen 16, y de preferencia tiene al menos una ligera conicidad inmediatamente adyacente a esa abertura de la punta 18 para aportar una ligera acción de cuña sobre el absorbente 24. Como ya se ha descrito, el tamaño de la abertura 19 de la punta 18 tiene que ser mayor que la mayor partícula del absorbente 24 para que el absorbente entre en el volumen 16, pero de preferencia la abertura es sólo unas veces mayor que la mayor dimensión de las partículas que componen el absorbente 24 ya que esto ayuda a impedir que las partículas se caigan del volumen 16 por la fuerza de gravedad.

Los métodos y aparatos mencionados aportan muchas ventajas. El cartucho absorbente 27 se puede hacer con puntas de pipeta comercialmente disponibles o cualquier cuerpo cónico similar que contenga un pequeño volumen de material absorbente en la punta, aunque de preferencia se realizan ligeras modificaciones a las puntas de pipeta como ya se ha descrito. El empleo de piezas fácilmente disponibles, o modificaciones de dichas piezas fácilmente disponibles, reduce el coste y al mismo tiempo permite una elevada repetibilidad y precisión del volumen de absorbente 16. Debe entenderse, no obstante, que se pueden utilizar otras formas de punta 12, volumen de absorbente 16 y filtro 14 además de las formas cónicas preferidas.

Otra ventaja de esta invención es aportar un cartucho 27 especialmente adecuado para SPE (extracción en fase sólida) que se llena de absorbente bajo una capa porosa 16 que mantiene el material absorbente 24 en su lugar durante el llenado de la punta 12 y una vez que se ha llenado la punta. La ubicación de la capa porosa 16 sobre un extremo interior del volumen de absorbente 16 y el paso del fluido en dirección opuesta a la abertura 19 del extremo distal 18, que es normalmente la dirección opuesta a la gravedad, también aporta una manera sencilla y precisa de obtener un cartucho absorbente 27.

Otra ventaja de esta invención es la de aportar un cartucho que puede liberar el absorbente en un frasco o un tubo de ensayo para subsiguiente preparación y/o análisis de la muestra. El uso del émbolo 40 para aspirar fluidos a través del absorbente 24 y al interior de una jeringa separable (cavidad 36 del soporte 26) aporta una manera fácil y accesible de preparar muestras para pruebas y análisis. Además, apretando el émbolo 40 se puede expeler el absorbente 24 por la punta 12 para su recolección y uso en análisis químicos. El émbolo 40 manualmente accionado y la jeringa (soporte 26) también aportan un medio económico pero fácilmente disponible para controlar manualmente la formación del cartucho absorbente 27 y el paso de fluidos a través del cartucho absorbente para su análisis y extracción.

Otra ventaja de esta invención es la de aportar un cartucho absorbente que puede ser formado por un instrumento automático para preparación de muestras justo antes de su uso, en muy breve tiempo. Se considera posible aspirar la pasta que contiene el absorbente y formar el cartucho absorbente 27 en menos de un minuto. Tras desechar el solvente utilizado en la pasta, lo que sólo lleva unos instantes, el cartucho absorbente 27 está listo para ser utilizado inmediatamente. El tiempo necesario para formar el cartucho absorbente 27, menos de un minuto, es muy breve. Este breve tiempo aporta una gran flexibilidad así como un ahorro significativo en personal y costes relacionados.

La anterior descripción se presenta a modo de ejemplo, y no de limitación. A la vista de la anterior presentación, una persona experta en la técnica podría concebir variaciones que entran en el ámbito y el espíritu de la invención, incluyendo diversas secuencias para la aspiración de los fluidos de tratamiento a través del lecho de absorbente 24 y la expulsión de los fluidos a través del lecho de absorbente 24. También se considera posible, aunque no preferible, colocar el absorbente 24 en el espacio 12 de la abertura 22 antes que en la abertura 19 del extremo 18, y colocar después el filtro 14 en posición de manera que cualquier exceso de material absorbente 24 sea expulsado por la abertura del extremo 18, método este que no forma parte de la invención reivindicada. Además, aunque esta invención se describe utilizando un dispositivo de aspiración 11 manualmente accionado, de preferencia en forma de jeringa o pera compresible, para formar la pipeta 10 también se podrían utilizar diversos dispositivos de aspiración y bombas de vacío accionados por motor, especialmente cuando no se desea conservar el fluido para subsiguientes análisis. Así pues, la invención no debe considerarse limitada por los ejemplos de realización ilustrados, sino que se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (22)

1. Un método para formar un cartucho absorbente, que incluye los pasos de:

colocar una barrera porosa (14, 14a) en una ubicación predeterminada en una punta hueca (12) de una pipeta (10) para definir un volumen de absorbente (16) entre la barrera, las paredes laterales de la punta y una abertura (19) en un extremo distal (18) de la punta (12); y

succionar una pasta de solvente y absorbente (24) al interior del volumen de absorbente (16) a través de la abertura (19) del extremo distal (18) de la punta (12) hasta que el volumen se llene de absorbente y succionar el solvente a través de la barrera (14, 14a) mientras la barrera impide el paso del absorbente (24), siendo el solvente seleccionado de manera que permita el uso del absorbente para un análisis químico previsto.

2. El método de la reivindicación 1, incluyendo el paso adicional de succionar un fluido de lavado a través de abertura (19), absorbente (24) y barrera (14, 14a) para eliminar del absorbente los componentes indeseados de la muestra.

3. El método de las reivindicaciones 1 - 2, incluyendo el paso adicional de colocar al menos un tapón (32, 34) en la punta (12) de la pipeta para ayudar a impedir la degradación del rendimiento del absorbente (24).

4. El método de las reivindicaciones 1 - 3, incluyendo el paso adicional de utilizar un dispositivo de succión de tipo jeringa (26, 40) en comunicación fluida con la punta (12) de la pipeta para aspirar fluidos a través de abertura (19), absorbente (24) y barrera (14, 14a) y al interior del dispositivo de succión de tipo jeringa.

5. El método de las reivindicaciones 1 - 3, incluyendo el paso adicional de poner una jeringa (26, 40) en comunicación fluida con la punta (12) de la pipeta para ejercer una presión positiva que impulse a los fluidos a través de la barrera (14, 14a), el absorbente (24) y la abertura (19).

6. El método de las reivindicaciones 1 - 5, en el cual el solvente es seleccionado para que deje un recubrimiento sobre el absorbente (24) que haga que el absorbente se adhiera entre sí a fin de estorbar la salida del absorbente por la abertura (19).

7. El método de la reivindicación 6, en el cual el solvente es seleccionado de entre el grupo que incluye glicerol, glicol de etileno o glicol de propileno.

8. Un cartucho absorbente formado por el método de las reivindicaciones 1- 7.

9. Un método para utilizar el cartucho absorbente formado según el método de las reivindicaciones 1 - 8, que incluye los pasos de:

succionar un fluido de muestra a través de la abertura (19) y el absorbente (24) para que el fluido de muestra interactúe con el absorbente (24), y posteriormente succionar el fluido de muestra a través de la barrera (14, 14a) para extraer el fluido de muestra del absorbente.

10. El método de la reivindicación 9, incluyendo el paso adicional de aspirar el fluido de muestra hasta un recipiente separable (26) una vez que ha interactuado con el absorbente (24), y retirar ese fluido de muestra del recipiente separable (26) para subsiguiente análisis o tratamiento.

11. El método de las reivindicaciones 9 - 10, incluyendo el paso adicional de aplicar una presión positiva a través de la barrera (14, 14a), sobre el absorbente (24) y hacia el exterior de la abertura (19) a fin de expeler el absorbente para subsiguiente análisis o tratamiento.

12. Un cartucho absorbente para ser usado en la preparación de muestras para análisis químicos, que incluye:

un recipiente que tiene un eje longitudinal (21) y una punta distal (12) hueca con paredes que definen una cavidad interior (16, 20) que se extiende sobre el eje y define una abertura (19) en un extremo distal (18) de la punta, teniendo dichas paredes conicidad hacia la abertura (19) al menos en la región inmediatamente adyacente a la abertura;

una barrera porosa (14, 14a) en la cavidad (16, 20) colocada en una ubicación predeterminada de la punta (12) para definir un volumen de absorbente (16) entre la barrera, las paredes de la cavidad y la abertura (19) en el extremo distal (18) de la punta, permitiendo dicha barrera que los fluidos en tratamiento pasen a través de la misma; y

un material absorbente (24) en el volumen de absorbente (16), siendo dicho material absorbente seleccionado para su uso en análisis químico y siendo la barrera (14, 14a) seleccionada para que impida el paso del material absorbente al exterior del volumen de absorbente.

13. El cartucho absorbente de la reivindicación 12, incluyendo además medios (11, 26, 40) para ejercer una succión en la punta (12) a fin de aspirar los fluidos de tratamiento a través de la abertura (19) de la punta (12), a través del material absorbente (24) y a través de la barrera porosa (14).

14. El cartucho absorbente de las reivindicaciones 12 - 13, en el cual la punta (12) tiene una segunda abertura (22) enfrentada con la abertura (19) del extremo distal (18), e incluyendo además un soporte (26) configurado para casar con la segunda abertura a fin de situar una primera cavidad (36a) del soporte en comunicación fluida con la barrera porosa (14, 14a), teniendo dicho soporte un dispositivo de succión a fin de crear una succión suficiente para aspirar fluido desde la abertura (19) de la punta (12) hacia dicha cavidad.

15. El cartucho absorbente de la reivindicación 13, en el cual el medio de succión comprende un dispositivo de succión accionado manualmente.

16. El cartucho absorbente de la reivindicación 15, en el cual el dispositivo de succión comprende un émbolo (40) deslizablemente alojado en una segunda cavidad (36b) del soporte y puesta en comunicación fluida con la primera cavidad, estando el émbolo (40) y la segunda cavidad (36b) dimensionados relativamente el uno al otro.

17. El cartucho absorbente de las reivindicaciones 12 - 16, en el cual el tamaño de la abertura (19) de la punta (12) es aproximadamente 2 - 10 veces mayor que el tamaño de las partículas utilizadas en el material absorbente (24).

18. El cartucho absorbente de las reivindicaciones 12 - 17, en el cual el material absorbente (24) se coloca en el cartucho aspirando una pasta de solvente y material absorbente a través de la abertura (19) del extremo distal (18) de la punta (12), y el solvente de la pasta pasa a través de la barrera porosa (14, 14a) dejando el absorbente en el volumen de absorbente (16).

19. El cartucho absorbente de las reivindicaciones 12 - 18, en el cual el material absorbente (24) tiene un recubrimiento de un solvente que es lo bastante adhesivo para hacer que el material absorbente se adhiera entre sí y se resista al paso hacia el exterior de la abertura (19) de la punta (12).

20. El cartucho absorbente de la reivindicación 19, en el cual el solvente es a base de glicerol, glicol de etileno o glicol de propileno.

21. El cartucho absorbente de las reivindicaciones 12 - 20, en el cual el recipiente tiene un volumen de absorbente (16) con un interior escalonado de diversos diámetros, los cuales decrecen hacia la abertura (19) del extremo distal (18) de la punta (12).

22. El cartucho absorbente de las reivindicaciones 12 - 21, en el cual el recipiente comprende una pipeta (10) con una punta (12) de conicidad uniforme que se estrecha hacia la abertura (19) del extremo distal (18), y en el cual la barrera porosa (14) comprende un filtro de forma troncocónica.