ES2592206T3 - Dispositivo y método para análisis de gota de fluido seco - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de muestreo de gotas de fluido seco que comprende un elemento de soporte de tarjeta (4) que incluye por lo menos las siguientes características: - una cavidad abierta ubicada sobre una superficie de dicho elemento de soporte de tarjeta (4) y definida por una superficie inferior rodeada por al menos un separador (1), - un canal de fluido (3) definido entre una salida (7) ubicada en dicha superficie inferior y una entrada (2) ubicada sobre otra superficie de dicho elemento de soporte de la tarjeta (4), estando además diseñado dicho canal (3) con el fin de inducir una acción capilar sobre un fluido que se mueve en el interior del canal (3), estando adaptado dicho separador (1) para soportar y sostener una tarjeta de muestreo (5) que, cuando está presente, cubre dicha cavidad.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y metodo para analisis de gota de fluido seco Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un dispositivo y a un metodo para recolectar, tratar y analizar muestras biologicas. Esta se refiere de forma mas precisa a analisis de gotas de fluido seco, por ejemplo, a analisis de gota de sangre seca (GSS)
Estado de la tecnica
En la decada pasada, el analisis de GSS ha disfrutado de un crecimiento de popularidad como un procedimiento de muestreo alternativo en la comunidad bioanalltica, cllnica y farmaceutica. En efecto, el GSS ofrece numerosas ventajas sobre la recoleccion convencional de muestras de sangre completa, plasma o suero. Mas aun, el procedimiento es claramente menos invasivo y economico en terminos de recoleccion, envlo y almacenamiento de la muestra. Debido a su facilidad, la recoleccion de GSS puede llevarse a cabo despues de un pequeno pinchazo en el dedo en un entorno no hospitalario con un mlnimo entrenamiento por tecnicos o incluso por los pacientes mismos. Mas aun, el proceso de muestreo de GSS no requiere el uso de anticoagulante o separacion de plasma y asegura una mejor estabilidad de los componentes durante el traslado y almacenamiento sin refrigeracion. Por ultimo, el proceso de GSS reduce el riesgo de infeccion por patogenos tales como SIDA o hepatitis a un mlnimo. Desde su introduccion para deteccion de Fenilcetonuria en recien nacidos, la forma de muestreo de GSS se ha aplicado de forma exitosa a multiples programas de deteccion de desordenes metabolicos en neonatos y, mas recientemente, en la monitorizacion de estudios agentes terapeuticos, farmacocineticos y toxicocineticos. Estas ventajas combinadas hacen del procedimiento GSS una herramienta amigable para el paciente para la recoleccion de sangre, especialmente en poblaciones de pacientes problematicos y vulnerables. La facilidad del proceso puede tambien ayudar en el reclutamiento de sujetos (humanos y animales) para estudios precllnicos y cllnicos.
Sin embargo, el analisis de GSS en el estado de la tecnica muestra algunas desventajas. El papel de filtro es un soporte pasivo para la recoleccion de sangre. El analisis directo de plasma o las mediciones de volumen precisas para analisis cuantitativos requieren manipulaciones autonomas que son consumidoras de tiempo y dinero para el usuario.
La patente US 6.036.659 (Ray et al.) divulga un dispositivo utilizado en el analisis de un componente biologico en una muestra de sangre u orina seca obtenida de un organismo vivo para su recoleccion, transporte, almacenamiento, procesamiento (por ejemplo, separacion de celulas del suero) y compatibilidad con analisis de laboratorio de una muestra biologica. Este dispositivo esta particularmente adaptado para recoleccion de una muestra de sangre completa, permitiendo la separacion de las celulas de sangre del suero o plasma de la sangre, secando la muestra de suero o plasma de la sangre sobre el dispositivo, transportando la muestra de suero o plasma de la sangre recolectada y secada hasta un laboratorio u otra instalacion para su analisis, y extrayendo un analito de interes de la muestra para determinar la presencia o ausencia del analito o, si esta presente, la concentracion del mismo.
Aunque es muy interesante, este dispositivo muestra, sin embargo, algunas desventajas. Por ejemplo, no es posible llevar a cabo sobre el mismo dispositivo diversos muestreos o transformaciones bioqulmicas de analitos contenidos en el fluido. Este dispositivo, ademas, no es compatible con las tarjetas de muestreo de gota seca mas convencionales, incluyendo el papel comercial #903® (Whatman, Inc., New Jersey, USA) o papeles de filtro tratados, tales como el papel comercial FTA y FTA Elute (Whatman, Inc., New Jersey, USA).
Descripcion general de la invencion
La presente invencion ofrece varias mejoras con respecto al estado de la tecnica.
Este se refiere a un dispositivo y a un metodo para utilizar dicho dispositivo, como el definido en las reivindicaciones.
Entre otras caracterlsticas, la invencion permite el uso de tarjetas de muestreo de gota seca convencionales que pueden incorporar medios de almacenamiento de celulosa y / o sin celulosa. La invencion proporciona una solucion basada en un laboratorio en un chip para el muestreo multiple y directo, control del volumen, filtracion del fluido, reacciones bioqulmicas, transferencia de muestra y generacion de gota seca sobre las tarjetas convencionales y comerciales para gota de fluido seca. Dentro de un soporte integrado todo en uno, esta permite el proceso completo requerido para asegurar un analisis cuantitativo de sangre, plasma o cualesquiera otros fluidos, basado en muestreo en material de membrana de celulosa, no celulosa, absorbente o no absorbente. Como ejemplo, la invencion puede soportar los soportes de muestreo de gota seca mas convencionales, incluyendo el papel comercial #903® (Whatman, Inc., New Jersey, USA) goteado en matriz seca Bond Elut (Agilent, Alemania) o papeles de filtro tratados, tales como el papel comercial FTA y FTA Elute o tarjetas DMPK A, B o C (Whatman, Inc., New Jersey, USA).
El dispositivo segun la invencion comprende un elemento de soporte de tarjeta que incluye por lo menos las siguientes caracterlsticas:
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- una cavidad abierta ubicada sobre una superficie de dicho elemento de soporte de tarjeta y definida por una superficie inferior rodeada por un separador,
- un canal de fluido dimensionado con el fin de inducir una accion capilar, y definido por una salida ubicada en dicha superficie inferior y una entrada ubicada sobre otra superficie de dicho elemento de soporte de la tarjeta,
estando adaptado dicho separador para soportar y sostener una tarjeta de muestreo que, cuando esta presente, cubre dicha cavidad.
En una realizacion preferida de la invention, el elemento de soporte de la tarjeta comprende varios canales de fluido.
En otra realizacion, el dispositivo comprende una tapa, la cual esta adaptada para ser fijada al separador, por ejemplo mediante enganche. La tapa, cuando esta fijada al separador, esta ademas disenada para poner la tarjeta flexible en contacto con la salida.
Descripcion detallada de la invencion
La invencion se entendera mejor a continuation, en particular con los ejemplos no limitativos ilustrados por las siguientes figuras.
La Figura 1 muestra una primera realizacion (section transversal, vista lateral) del dispositivo segun la invencion que comprende un elemento de soporte de tarjeta con una tapa, en una fase en el cual la tapa no esta fijada al elemento de soporte de la tarjeta.
La Figura 2 muestra otra realizacion de la invencion con un elemento de soporte de tarjeta que incluye varios canales de fluido.
La Figura 3 muestra la misma realizacion de la Figura 1, pero con la tapa fijada al elemento de soporte de tarjeta.
Como se muestra en las figuras, se fija una tarjeta de muestreo flexible convencional o no convencional 5 a un elemento de soporte de la tarjeta 4, el cual incluye una cavidad definida por una superficie inferior rodeada por al menos un separador 1, el cual mantiene la tarjeta de almacenamiento por encima de la superficie inferior (vease la Figura 1). El elemento de soporte de la tarjeta 4 contiene por lo menos un canal de fluido 3 (vease tambien la Figura 2) definido entre una salida 7 ubicada en la superficie inferior y una entrada 2 ubicada en otra superficie del elemento de soporte de la tarjeta 4. Ventajosamente, el elemento de soporte de la tarjeta 4 contiene varios canales de fluido 3, los cuales estan situados en llnea para permitir muestras multiples e independientes segun el numero de localizaciones para las gotas 8, alrededor de dichas salidas 7. Cada canal 3 esta disenado para producir una gota de fluido seca en el interior de esas localizaciones para las gotas 8. Los canales 3 pueden tener diferentes geometrlas. Estos pueden tener una forma lineal o curva. Preferiblemente, la seccion, longitud y material del canal se eligen con el fin de inducir un efecto capilar, es decir, una fuerza de impulsion, sobre la muestra de fluido que esta ingresando en el canal 3.
En funcionamiento, se pone en contacto un fluido a analizar con la(s) entrada(s) 2 (vease las Figuras 1 y 2). Por lo menos una gota del fluido se trasladara entonces, mecanicamente o por capilaridad a traves del canal 3. Se deberla poner en evidencia que se puede anadir al dispositivo cualquier elemento adecuado, por ejemplo mecanico, para facilitar y / o aumentar el movimiento del fluido a traves de la membrana de filtro de entrada 2 o a lo largo del canal 3. El tiempo de traslado habitual a traves del (de los) canal(es) es de unos pocos segundos. Ventajosamente, la entrada 2 esta provista de una membrana de filtro que, por ejemplo, puede filtrar el fluido y separar los globulos rojos de la sangre. De un modo interesante, se pueden absorber enzimas, anticuerpos o qulmicos en esta membrana para tratar el fluido biologico antes de su transferencia a traves del canal 3.
El canal 3 esta calibrado de forma ventajosa para aceptar un volumen predeterminado de fluido (tlpicamente 5 - 50 □ L). Se puede modificar este volumen segun el analisis requerido. Mas aun, el canal 3 puede incorporar diferentes funcionalidades in - situ para proporcionar propiedades bioqulmicas especlficas. De este modo, se pueden introducir absorbentes qulmicos, anticuerpos o enzimas en el canal 3 para proporcionar un enriquecimiento y / o modification de un analito objetivo. Como ejemplo, se puede introducir una enzima, como citocromo P450 o trepsina para asegurar el metabolismo de farmacos en fase I y la digestion de protelnas, respectivamente.
Simultaneamente, tambien se puede utilizar el canal 3 para la separation de moleculas de interes segun su afinidad hidrofobica, hidrofllica, al intercambio anionico y cationico, al metal e inmune, por ejemplo. Tambien se pueden asignar diferentes dimensiones de propiedades qulmicas a diferentes secciones de un mismo canal 3 para subconjuntos de moleculas enriquecidas de manera serial segun diferentes propiedades qulmicas. El fraccionamiento del canal 3 puede proporcionar la posibilidad de combinar tratamientos secuenciales de analitos. Una primera portion puede asumir el proceso de enriquecimiento para un objetivo especlfico o subclase de analitos, mientras que una segunda porcion puede inducir la modificacion bioqulmica o qulmica de ese subconjunto de analitos.
En otra configuracion, se pueden llevar a cabo estos diferentes pretratamientos de la muestra sobre cada canal 3. De esta manera, se puede llevar la misma gota de fluido a multiples localizaciones de gotas secas 8 teniendo, cada una, una diferente firma molecular (Figura 2). Esta caracterlstica es particularmente interesante asociada a la investigation cllnica, al permitir la posibilidad de aumentar la selectividad y sensibilidad del analisis. Cuando ha 5 alcanzado la salida 7, el fluido preferiblemente forma un objeto en forma de domo estatico. Un objeto como tal resulta del volumen calibrado predefinido de fluido y de las fuerzas capilares en la salida 7.
A continuation, se impulsa la tarjeta flexible 5 hacia la salida 7, ya sea empujando directamente la tarjeta 5 con los dedos, o mediante una tapa 6 (vease las Figuras 1 y 3) que podrla estar enganchada al elemento de soporte de la tarjeta 4.
10 Se puede utilizar cualquier otro medio adecuado de empuje para poner en contacto la tarjeta 5 con la salida 7. Por ejemplo, se puede utilizar una banda unida al elemento de sujecion 4 para deslizar manualmente del elemento de soporte 4 a lo largo de la tapa 6. Esta operation permite que se lleve la tapa 6 enfrente del reborde, lo cual asegura el contacto entre la tarjeta 5 y el fluido en la salida 7.
El contacto entre la tarjeta 5 y el fluido en la salida 7 genera una gota de fluido seca sobre la tarjeta 5. 15 Ventajosamente, la salida 7 puede formar un angulo recto con una abertura orientada hacia la tarjeta 5.
Como se menciono previamente, la tapa 6 puede ser reemplazada por otros medios de empuje tales como un dedo. Sin embargo, esta ofrece una protection para la muestra, particularmente para el transporte de la tarjeta de papel al laboratorio.

Claims (10)

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    30
    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de muestreo de gotas de fluido seco que comprende un elemento de soporte de tarjeta (4) que incluye por lo menos las siguientes caracteristicas:
    - una cavidad abierta ubicada sobre una superficie de dicho elemento de soporte de tarjeta (4) y definida por una superficie inferior rodeada por al menos un separador (1),
    - un canal de fluido (3) definido entre una salida (7) ubicada en dicha superficie inferior y una entrada (2) ubicada sobre otra superficie de dicho elemento de soporte de la tarjeta (4), estando ademas disenado dicho canal (3) con el fin de inducir una accion capilar sobre un fluido que se mueve en el interior del canal (3), estando adaptado dicho separador (1) para soportar y sostener una tarjeta de muestreo (5) que, cuando esta presente, cubre dicha cavidad.
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, en el cual dicho elemento de soporte de la tarjeta (4) comprende varios canales de fluido (3).
  3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2 que comprende una tapa (6) que esta adaptada para ser fijada al separador (1), por ejemplo, mediante enganche; estando ademas disenada dicha tapa (6), cuando esta fijada a dicho separador (1), para poner la tarjeta (5) en contacto con la salida (7).
  4. 4. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual cada entrada esta provista de un filtro.
  5. 5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el (los) canal(es) (3) esta(n) funcionalizados bioquimicamente.
  6. 6. Dispositivo segun la reivindicacion 5 que comprende varios canales (3) que estan funcionalizados bioquimicamente de una manera diferente unos de otros.
  7. 7. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha tarjeta (5) es flexible.
  8. 8. Un metodo para utilizar un dispositivo como el definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que comprende las siguientes etapas sucesivas:
    - fijacion de una tarjeta (5) en dicho(s) separador(es) (1),
    - puesta en contacto de un volumen predefinido de un fluido a recolectar con dicha entrada (2),
    - espera hasta que dicho fluido ha alcanzado dicha salida (7),
    - impulsion de dicha tarjeta (5) sobre dicha salida (7) con el fin de obtener una gota de fluido seca sobre dicha tarjeta (5).
  9. 9. Metodo segun la reivindicacion 8 en la cual dicha tarjeta (5) es impulsada hacia dicha salida (7) con una tapa (6).
  10. 10. Un metodo segun la reivindicacion 8 o 9, en el cual dichos canales estan fraccionados para combinar de forma serial diferentes enriquecimientos, separaciones y transformaciones de muestras / moleculas.
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