ES2676668B1 - Microchips porosos funcionalizados y su uso en la elaboracion de sensores - Google Patents

Description

Microchips porosos funcionalizados y su uso en la elaboracion de sensores

DESCRIPCION

La presente invencion se refiere a microchips con un circuito impreso en su superficie formado por una boca de entrada y otra de salida comunicadas y con un material poroso contenido dentro de este circuito que se ha obtenido mediante la tecnica de evaporation del disolvente (breath figures) y en cuyos poros contiene moleculas activas ancladas mediante interacciones del tipo host-guest.

ESTADO DE LA TECNICA

Los microdispositivos han incrementado su presencia en el dla a dla, especialmente en forma de microdispositivos electronicos y sensores micro-electro-mecanicos, formando parte de objetos tan cotidianos como telefonos moviles, juguetes, electrodomesticos o automoviles. El exito de este tipo de dispositivos se debe a factores como su velocidad de respuesta, su diseno compacto, la posibilidad de producirse en serie a precios razonables y el bajo consumo energetico derivado de su uso.

Dentro de este proceso de miniaturization, la microfluldica (del ingles microfluidics), se ha encargado de entender como se puede manipular y analizar fluidos a escala micrometrica, consiguiendo as! reducir significativamente el volumen de las muestras empleadas. Posteriormente, se empezaron a desarrollar sistemas microfluldicos capaces de integrar funciones en el propio chip. Estos sistemas, que se conocen con el termino “laboratorio en un chip” (del ingles “lab on a chip” o “MicroTAS”, TAS = total analysis system), permiten la incorporation de distintas funcionalidades dentro de un unico dispositivo microfluldico, lo que facilita la ejecucion de varios procesos en cadena. Como resultado, estan siendo empleados en una amplia gama de aplicaciones, especialmente en el campo de la bioqulmica y la biomedicina, habiendo servido, entre otros, como herramienta para analisis celulares, incubation de tejidos o estudios del genoma.

Sin embargo, pese a las ventajas que brindan los dispositivos “lab on a chip”, el desarrollo de este tipo de sistemas sigue requiriendo: por un lado, aumentar la versatilidad de los procesos productivos empleados en su fabrication (su fabrication utiliza en la actualidad procesos costosos como la litografla); por otro lado, requieren de nuevos procesos de funcionalizacion de los microcanales que permitan llevar a cabo los procesos deseados tales como reacciones, inmovilizaciones selectivas o procesos de reconocimiento.

En los ultimos anos, se han desarrollado sofisticados metodos para obtener superficies porosas y funcionalizadas. Dentro de estas, la tecnica de evaporation del disolvente (breath figures en ingles), es una alternativa interesante, de bajo coste y sencilla, que permite el diseno de materiales porosos sobre los que se puede controlar el tamano de poro. La formation de los poros en esta tecnica ocurre cuando se mantiene una solution polimerica en un disolvente volatil dentro de una camara cerrada con alta humedad relativa. Durante la evaporacion del disolvente, la interfase disolvente/aire se enfrla y las gotas micrometricas de agua se condensan sobre la superficie. Finalmente, la evaporacion de las gotas de agua depositadas conduce a la formacion de un film poroso que presenta una ordenacion hexagonal simulando el patron de un panal de miel. En el documento de Rodrlguez-Hernandez et al (Journal of Colloid and Interface Science 457 (2015) 272-280) se describe la formacion de un material polimerico de estireno modificado con ciclodextrina obtenido por la tecnica de evaporacion del disolvente, el cual se funcionaliza con poliacrilato modificado con adamantano unidos por interacciones de tipo host-guest sobre las ciclodextrinas ancladas en los poros. En el documento ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 12210-12219, se describe la obtencion de catalizadores enzimaticos obtenidos por la tecnica de evaporacion del disolvente que se funcionalizan mediante el anclaje no covalente de la enzima ALP a los poros.

La funcionalizacion de materiales porosos en general y en particular de este tipo de materiales dentro de un dispositivo microfluidico ha sido tratada en muy pocas ocasiones. En la mayorla de los casos el tratamiento de dispositivos microfluidicos requiere la utilization de metodos particulares de modification normalmente utilizando mas de una etapa. Asl, procesos de activation superficial utilizando luz UV o bien mediante tratamientos con ozono son requeridos para crear grupos funcionales en los que poder inmovilizar la molecula deseada. Ademas la localizacion o el control de la densidad de grupos inmovilizados es diflcil de controlar. La densidad de grupos tambien puede ser variada en funcion de la cantidad de pollmero funcional incorporado en la mezcla inicial.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

Los inventores han desarrollado una estrategia para la preparation de materiales porosos utilizando dos componentes: uno es la matriz y el otro un copolimero que tiene los grupos funcionales deseados. Esta estrategia permite:

- Control de la densidad de grupos funcionales

- Modification selectiva dentro y/o fuera del poro

- Utilization de poco copolimero funcionalizado (mas caro que la matriz)

- Posibilidad de tener mas de un grupo funcional dentro del poro

- Un canal poroso implica una mayor area superficial y una mejor: actividad catalrtica, respuesta a la detection etc. dependiendo del uso final que le demos.

Otras ventajas de este metodo son: la rapidez (los poros se forman en menos de un minuto), el coste (ningun equipamiento costoso, solo una camara humeda), modularidad (tratamiento de todo tipo de sustratos organicos, inorganicos), versatilidad (se podria hacer un chip en el que la parte detectora (porosa) pueda ser facilmente intercambiable en funcion de la molecula a detectar o de la reaction a llevar a cabo)

Por tanto, en un primer aspecto, la presente invention se refiere a un microchip que comprende:

A. un soporte que comprende un circuito impreso en su superficie formado por al menos una boca de entrada y al menos otra de salida comunicadas por un canal que a su vez contiene al menos un reservorio y

B. un material poroso funcionalizado incorporado dentro del circuito impreso y obtenido por la tecnica de evaporation del disolvente sobre el mismo soporte, que comprende al menos un tipo de molecula activa inmovilizada en el interior de los poros mediante interacciones bien covalentes bien no covalentes, preferiblemente interacciones del tipo host-guest .

En la presente invencion, se entiende como interacciones del tipo host-guest fuerzas entre moleculas o iones diferentes a los enlaces covalentes, tales como enlaces de hidrogeno, enlaces ionicos, fuerzas de Van der Waals o interacciones hidrofobicas que ocurren de manera espedfica entre dos moleculas. Las interacciones host-guest pueden formarse y romperse reversiblemente dependiendo de las condiciones del entorno, la presencia de otras moleculas con mayor afinidad o variando la concentration de la molecula huesped, entre otros factores.

En una realization preferida, la matriz del material poroso esta formado a partir de poliestireno, poliacrilatos, policaprolactonas o poliacido lactico.

En otra realizacion preferida, los poros del material poroso contienen grupos inmovilizados obtenidos a traves de la introduction de un aditivo (aditivo: copolimero de bloque o no que contiene los grupos funcionales deseados en su estructura) que se seleccionan de entre ciclodextrinas o sus derivados, grupos amino o sus derivados, grupos alcohol o sus derivados, o grupos acido carboxllico o sus derivados. En una realizacion mas preferida, los grupos inmovilizados son ciclodextrinas.

En otra realizacion preferida, la molecula activa inmovilizada en el interior de los poros se selecciona de entre enzimas, acidos nucleicos, anticuerpos, protelnas de adhesion, fluoroforos, cromoforos o moleculas sensoras. En una realizacion mas preferida, la molecula inmovilizada es la enzima HRP.

En otra realizacion preferida, la molecula activa esta modificada mediante la adicion de un grupo qulmico, preferiblemente grupos adamantano que puede ser inmovilizada de manera selectiva y no covalente sobre superficies que contengan grupos ciclodextrina.

En una realizacion mas preferida, la molecula activa es una enzima modificada con grupos adamantano. La modification de enzimas y protelnas entre otros es delicada ya que su estructura secundaria puede verse afectada y por tanto su funcionalidad. En este caso la modificacion con adamantano no interfieren en la estructura de la enzima guardando su actividad catalltica.

En otra realizacion preferida, el soporte es de vidrio, de silicio, o polimerico. Este soporte deber ser transparente para la detection mediante UV-vis o fluorescencia y/o conductor para evaluation de la capacidad sensora mediante metodos electroqulmicos.

Otro aspecto de la invention se refiere al uso del microchip segun se ha descrito anteriormente para la detection de sustancias, para llevar a cabo reacciones (por ejemplo electroqulmicas) o para catalisis enzimatica.

En la mayorla de los ensayos la deteccion se hace bien visualmente, bien mediante espectroscopia UV o fluorescencia. Otra posibilidad es tener un pollmero matriz conductor y el soporte tambien de manera que la deteccion se podrla hacer, por ejemplo, mediante metodos electroqulmicos.

Otro aspecto de la invencion se refiere a un sensor que comprende el microchip segun se ha descrito anteriormente.

Para la obtencion de los microchips de la presente invencion, la tecnica de evaporation de los divolventes de puede llevar a cabo de dos formas:

i. introduciendo el microchip dentro de una camara humeda y depositando la disolucion a evaporar dentro de los pozos del chip. Asi una vez que se evapore el disolvente el chip tendra los pozos con poros funcionalizados, o

ii. utilizando un dispositivo cerrado que se rellena con la disolucion. Despues de introducir aire humedo dentro del dispositivo que vacia los canales pero deja llenos de disolucion los reservorios. Este aire se deja pasar durante el proceso de evaporacion de tal manera que al final tambien se forman poros en las cavidades.

Por tanto, otro aspecto de la invencion se refiere a un procedimiento de obtencion de un microchip segun se ha descrito anteriormente que comprende al menos las siguientes etapas:

a) obtener una disolucion de los precursores del material poroso en al menos un disolvente organico volatil,

b) depositar la disolucion de la etapa anterior en el canal del circuito impreso del soporte,

c) hacer pasar sobre la superficie del canal un flujo de aire con una humedad relativa superior al 90%, o dejarlo evaporar en una atmosfera saturada en vapor de agua, y

d) anadir la molecula activa sobre el material poroso obtenido en la etapa anterior.

En una realization preferida, el disolvente organico volatil utilizado en la etapa (a) se selecciona de entre THF, CS2, acetona, CHCl3 y cualquiera de sus combinaciones. Mas preferiblemente el disolvente organico volatil utilizado en la etapa (a) se selecciona de entre THF, CHCl ³ y cualquiera de sus combinaciones, mas preferiblemente aun el disolvente comprende THF y CHCl3, obteniendose con dicha mezcla una superficie con una distrubucion de poros mas homogenea.

En otra realization preferida, los precursores del material poroso de la etapa (a) son monomeros de estireno sin modificar o modificados, monomeros de acrilato sin modificar o modificados o mezclas de los mismos. En una realization mas preferida, los precursores del material poroso son monomeros de estireno modificados con ciclodextrina.

En otra realization preferida, la molecula activa se selecciona de entre enzimas, acidos nucleicos, anticuerpos, protelnas de adhesion, fluoroforos, cromoforos o moleculas sensoras.

En otra realization preferida, la molecula activa esta modificada mediante la adicion de un grupo qulmico.

En una realization mas preferida, la molecula activa es una enzima modificada con grupos adamantano.

Las ventajas de la invention respecto a otras estrategias conocidas es que se pueden inmovilizar otro tipo de moleculas: secuencias de reconocimiento de protelnas, o de adhesion celular por ejemplo. La inmovilizacion puede ser covalente o no-covalente. En este ultimo caso se puede recuperar el sustrato original y volverlo a reutilizar. En el primero se gana en estabilidad y en durabilidad del dispositivo. Ambos se pueden hacer mediante la tecnica de evaporation del disolvente de la invention.

A lo largo de la description y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras caracterlsticas tecnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y caracterlsticas de la invention se desprenderan en parte de la description y en parte de la practica de la invention. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustracion, y no se pretende que sean limitativos de la presente invention.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

FIG. 1 Esquema de funcionamiento de un equipo de estereolitografla.

FIG. 2 a) Esquema de la estructura del dispositivo empleado para la funcionalizacion del dispositivo mediante flujo controlado; b) Vista en seccion del montaje del dispositivo.

FIG. 3 a) Camara hermetica de trabajo. b) Imagenes obtenidas en SEM de las estructuras porosas obtenidas para una mezcla de PS y PS-b-PDMAEMA.

FIG. 4. Esquema del metodo de formation de estructuras porosas en los reservorios del chip.

FIG. 5. a) Esquema de la oxidation de ABTS por interaction con HRP y H2O2. b) control de la reaction. c) color verde observado como resultado de la oxidacion de ABTS. d) actividad de HRP soluble, HRP-Ada y su control.

FIG. 6. Inmovilizacion de a) HRP sin modificar sobre la superficie de HPS P (S-co-SCD); b) HRP-Ada sobre la superficie de HPS y c) HRP-Ada sobre la superficie de HPS P (S-co-SCD). En todos los casos la enzima se incubo durante 60 minutos con una concentration de 0,01 mg / ml en tampon PB 40 mM pH 6,8. d) Variation de la absorbancia a 405 nm durante la oxidacion catalltica de ABTS utilizando sustratos a) -c). e) Actividad de los diferentes sustratos.

FIG. 7. a) Evolution de la absorbancia medida durante los tres primeros ciclos catallticos; b) Actividad enzimatica medida durante 5 ciclos consecutivos evidenciando una actividad constante de las superficies.

FIG. 8. a) Evolucion de la absorbancia a 405nm para superficies de control, superficies con HRP en el primer ciclo y al retirar de la superficie usando p-CD en disolucion. b) Actividad catalltica de las superficies exploradas en a).

EJEMPLOS

A continuation se ilustrara la invention mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto la efectividad del producto de la invention.

1. Diseno del soporte con el circuito impreso: modelado tridimensional e impresion en 3D.

Los modelos 3D virtuales a partir de los cuales se imprimieron las piezas del microchip de la invention fueron generados con un software de diseno asistido por ordenador o CAD (siglas de computer aided design). Este formato divide el modelo virtual en sucesivas capas bidimensionales transversales en funcion de la resolution de la impresora. Finalmente la impresora genera el volumen por la adicion de material en cada una de estas capas. La impresora utilizada fue un equipo de escritorio con tecnologla MicroSLA (estereolitografla). Imprime un volumen maximo de 43x27x150mm por capas de 30 pm con una resolution en el plano X-Y de165 pm. La estereolitografla es una tecnologla de manufactura aditiva que consigue generar volumenes solidificando capa a capa resinas fotopolimerizables tras la irradiation de estas con luz UV. En este proceso, la pieza es impresa sobre una plataforma horizontal, sumergida en dicha resina. Gracias a unos espejos de gran precision es posible focalizar el haz del laser sobre la superficie de la resina, de manera que el material irradiado solidifica sobre la plataforma de impresion, creandose capas cuyo espesor depende de la resolution de la impresora, oscilando generalmente entre 0.015 y 0.15 mm (Fig. 1). Una vez irradiada una capa, la plataforma de impresion se desplazo para permitir la solidification de una nueva capa de material sobre las ya generadas. Este proceso se repitio sucesivamente hasta obtener el volumen final. Una vez impresas, las piezas se sumergieron en etanol para retirar el exceso de resina con el que salen de la impresora y posteriormente se sometieron a un proceso de postcurado (irradiation de la pieza con luz UV) para completar la fotopolimerizacion.

2. Incorporation del material poroso al microchip

Para la obtencion de microchips funcionales, una vez obtenido el soporte por impresion 3D, se procedio a incorporar el material poroso a este soporte. Como se muestra esquematicamente en la Fig. 2, la pieza impresa contara con una boca de entrada y otra de salida, comunicadas por un canal a traves del que se hace circular un fluido. A lo largo del canal se situaron reservorios de distinto tamano, forma y numero donde se introdujeron tanto los hidrogeles como los materiales porosos. Asl, una vez fabricado el dispositivo, el llquido de interes circulara a traves de este y entrara en contacto con el material previamente encapsulado en los reservorios del dispositivo.

Para obtener el material poroso se emplearon cuatro pollmeros diferentes para estudiar tanto su inmovilizacion en el chip como la formacion de poro en los pocillos de las piezas impresas. La estructura de los pollmeros utilizados es la siguiente:

(i) Poliestireno-b-poli(N,N'-dimetilaminoetil metacrilato) (PS-b-PDMAEMA), (ii) poliestireno-mono amino funcionalizado (PS-NH2), (iii) poliestireno-b-poli(acido acrllico) (PS-b-PAA) y (iv) copolimero estadlstico de poliestireno y poliestireno modificado con p-ciclodextrina (P-CD).

Estos polimeros fueron sintetizados previamente. Para la formation de las estructuras porosas cada uno de estos polimeros fue mezclado con poliestireno (PS) de alto peso molecular (250 kDa) en una proportion de 20 a 80 en peso, es decir, con PS como componente mayoritario y disuelto en cloroformo con una concentration en pollmero de 30mg/ml. Los sistemas propuestos permitiran formar estructuras porosas con un interior de poro distinto qulmicamente al exterior del poro. Los grupos funcionales tenderan a formar parte del interior del poro dando lugar a estructuras que tiene grupos dimetilamino, aminas primarias, grupos acido o ciclodextrinas respectivamente.

Para la deposition de los materiales previamente citados en los chips impresos se han utilizado dos metodos:

a) Deposicion directa en los reservorios.

La primera serie de experimentos se llevo a cabo mediante la inyeccion de manera manual de los distintos componentes dentro del dispositivo. Para ello se utilizo una micropipeta con la que se puede depositar una cantidad exacta en cada reservorio de manera manual dentro de una camara con una humedad relativa controlada. El caso concreto de la deposicion de disoluciones para la formacion de estructuras superficiales porosas debe realizarse en unas condiciones de humedad relativa superiores al 90%. Para conseguir estas condiciones de trabajo se utilizo una camara hermetica que ha permitido conseguir y mantener esta condition de humedad. Las deposiciones fueron efectuadas sobre piezas impresas con tres reservorios de 4mm de diametro y 0,25mm de profundidad. Sobre cada reservorio se han depositado 7 pL de las diferentes disoluciones de pollmeros-PS. Las siguientes imagenes obtenidas por SEM muestran la formacion de pellculas porosas dentro de los reservorios (Fig. 3).

b) Formacion de los poros en el dispositivo mediante flujo controlado de los componentes.

El segundo metodo para formar estructuras porosas dentro del dispositivo consistio en la inyeccion de los distintos precursores utilizando una bomba peristaltica de precision (Fig. 4). El dispositivo esta compuesto por el microchip que sera cubierto con un una tapa para hacerlo estanco (tlpicamente una lamina de silicona transparente). El chip contiene una entrada y una salida con un numero determinado de reservorios (en este caso se vario entre 2 y 4) con diametros (entre 200 micras y 2mm) y profundidades variables (desde 100 micras hasta 3mm). Los reservorios, mas profundos que el canal que los une, permitiran formar estructuras porosas funcionalizadas. El proceso se hace en dos etapas. En la primera se hace circular por el circuito la disolucion que contiene la mezcla de pollmeros. En la segunda etapa se hace pasar aire humedo que limpia los canales de disolucion y permite que el proceso de formation de poros se haga en los reservorios que, estos si, quedan llenos de la disolucion.

3. Funcionalizacion de las superficies porosas

a) Inmovilizacion de biomoleculas y/o moleculas sensoras.

Los chips de la invention aqul descritos han sido preparados con el precursor monomerico (i) mencionado anteriormente con poros que contienen grupos poli(dimetilamino etilmetacrilato). Estos grupos funcionales son capaces, por ejemplo, de formar complejos coloreados cuando reaccionan con grupos nitro (contenidos por ejemplo en trinitrotolueno (TNT) mediante la reaction de Meisenheimer).

b) Inmovilizacion de la enzima dentro de los poros.

Antes de la etapa de inmovilizacion, la enzima se modifico en primer lugar parcialmente con grupos adamantano (Ada) siguiendo procedimientos previamente descritos. La estrategia implica la reaccion entre los grupos amina de aminoacidos de lisina presentes en la superficie de la enzima y grupos de acido carboxllico de una molecula de adamantano modificada. Esta estrategia permite funcionalizar la enzima mientras se mantiene la estructura secundaria y su actividad catalltica. Posteriormente, las pellculas se sumergieron en 0,32 ml de una solution de HRP-Ada (0,01 mg / ml) a 40 mM pH 6,8 de fosfato de potasio durante 4 h. En momentos diferentes, la solucion sobrenadante se midio a 595 nm con el ensayo de Protelna (Bio Rad) reactivo para determinar la concentration de protelna no adsorbida. Las pellculas se enjuagaron entonces con agua, fosfato de potasio 40 mM pH 6,8 y fosfato potasico de 40 mm con albumina de suero bovino al 0,25% (p / v) y Triton X-100 al 0,5% (v / v) a 25°. Como control, los experimentos en blanco se llevaron a cabo utilizando superficies HPS sin restos p-CD y enzima HRP no modificada (0,01 mg / ml) para evaluar la presencia de interacciones no especlficas.

4. Actividad enzimatica dentro del microchip

Para determinar la actividad catalltica de la enzima inmovilizada se procedio a estudiar la reaccion en la que interviene la HRP. Esta enzima se une a H2O2 formando un complejo capaz de oxidar diferentes compuestos. En este caso, se empleo azidobis (acido 3-etilbenzotiazolina-6-sulfonico) (ABTS) como sustrato modelo. Este compuesto, en su forma oxidada, presenta un color verde azulado, que se puede detectar facilmente midiendo UV-Vis a una longitud de onda fija de A = 405 nm. Para probar el efecto de la modification de la enzima con Ada, se exploro la actividad catalltica en solution de la enzima no modificada (HRP), la enzima que porta restos de adamantano (HRP-Ada) y un experimento de control sin H2O2 (Control). Los experimentos (mostrados en la Figura 5) revelaron que la actividad en solucion de la HRP tras la modificacion con adamantano disminuyo manteniendo, sin embargo, alrededor del 50% de la actividad inicial.

Con el fin de comprender la cinetica de las superficies modificadas, se midio la evolution de la absorbancia en momentos diferentes para las muestras representadas en la Figura 6. En la Figura 6d se representa la evolucion de la absorbancia en funcion del tiempo de reaction. Un notable y lineal aumento en la absorbancia solo se obtuvo en el caso de Ada modificado HRP en P (S-co-SCD) superficies. Como se observa en la figura, solo en este caso el deposito donde se produce la catalisis se convierte en color verde despues de 1 h de incubation. En el resto de los casos se puede observar una actividad catalltica casi despreciable. Esta actividad catalltica residual puede atribuirse a la hidrolisis qulmica del sustrato que, como se esperaba, puede ser despreciada cuando se compara con la hidrolisis enzimatica en el caso en que ocurre la interaction huesped-huesped. La actividad del HRP-Ada soportado fue ~ 33 U / mg (Figura 6e).

5. Estabilidad de la inmovilizacion enzimatica y evaluation de la recuperation.

Una vez demostrada la especificidad de la interaccion host-guest para inmovilizar solo las enzimas que llevan grupos Ada, se exploro la estabilidad de estas interacciones y la actividad enzimatica durante los ciclos repetitivos. El uso de interacciones hostguest permite la recuperacion enzimatica utilizando las condiciones apropiadas indicadas a continuation.

Para determinar si las superficies y en particular las interacciones host-guest son lo suficientemente fuertes para llevar a cabo varios ciclos de reaccion, se llevo a cabo el mismo ensayo catalltico sobre una misma superficie durante cinco ciclos. Posteriormente a cada ciclo, la superficie se lavo a fondo con tampon PB. Como puede verse en la figura 7a, las superficies presentan actividad catalltica durante los ciclos explorados (hasta cinco). De forma mas interesante, la velocidad catalltica observada se estabiliza durante los ciclos y exhibe una actividad enzimatica media de 28 ± 5 U / mg.

En vista del uso potencial de estas superficies catallticas con otras enzimas y aprovechando las interacciones host-guest para reutilizar estas superficies funcionales porosas, se evaluo la posibilidad de recuperar la enzima HRP-Ada inmovilizada. Para este proposito, se intento un desplazamiento de la HRP-Ada inmovilizada desde la superficie mediante un exceso de p-CD libre. Se sumergieron las superficies que contenlan HRP-Ada en una solucion acuosa de 6,0 mg / ml de p-CD en tampon fosfato pH = 6,8 con Triton X100 al 0,2% y 3 mg / ml de albumina durante 2 h a 25°C. El sobrenadante se retiro y despues se lavaron las superficies varias veces. Posteriormente, se repitio el ensayo catalltico utilizando las mismas condiciones. Como se representa en la Figura 8a, no se pudo observar actividad catalltica en las superficies expuestas a p-CD. Por lo tanto, se puede concluir que la liberacion de la HRP-Ada desde el sustrato se ha logrado con exito (Figura 8b). Ademas, se puede estimar, teniendo en cuenta la actividad de la enzima liberada, que aproximadamente 1-3 pg de enzima HRP fueron adsorbidos en alrededor de 1 cm2.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Microchip que comprende:

A. un soporte que comprende un circuito impreso en su superficie formado por al menos una boca de entrada y al menos otra de salida comunicadas por un canal que a su vez contiene al menos un reservorio y

B. un material poroso funcionalizado incorporado dentro del circuito impreso y obtenido por la tecnica de evaporation del disolvente sobre el mismo soporte, que comprende al menos un tipo de molecula activa inmovilizada en el interior de los poros mediante interacciones covalentes o no covalentes del tipo host-guest.

2. Microchip segun la reivindicacion 1, donde las interacciones de tipo host-guest nocovalentes son de enlaces de hidrogeno, enlaces ionicos, fuerzas de Van der Waals o interacciones hidrofobicas.

3. Microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde la matriz del material poroso esta formado a partir de poliestireno, poliacrilatos, policaprolactonas o poliacido lactico.

4. Microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 donde los poros del material poroso contienen grupos inmovilizados que se seleccionan de entre ciclodextrinas o sus derivados, grupos alcohol o sus derivados, grupos amino o sus derivados, o grupos acido carboxllico o sus derivados.

5. Microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 donde la molecula activa inmovilizada en el interior de los poros se selecciona de entre enzimas, acidos nucleicos, anticuerpos, protelnas de adhesion, fluoroforos, cromoforos o moleculas sensoras.

6. Microchip segun la reivindicacion anterior donde la molecula activa esta modificada mediante la adicion de un grupo qulmico.

7. Microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6 donde la molecula activa es una enzima modificada con grupos adamantano.

8. Microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 donde el soporte es de vidrio, de silicio o polimerico.

9. Uso del microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la detection de sustancias o para catalisis enzimatica.

10. Sensor que comprende el microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. Procedimiento de obtencion de un microchip segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende al menos las siguientes etapas:

a) obtener una disolucion de los precursores del material poroso en al menos un disolvente organico volatil,

b) depositar la disolucion de la etapa anterior en el canal del circuito impreso del soporte,

c) hacer pasar sobre la superficie del canal un flujo de aire con una humedad relativa superior al 90%, y

d) anadir la molecula activa sobre el material poroso obtenido en la etapa anterior.

12. Procedimiento segun la reivindicacion anterior donde el disolvente organico volatil se selecciona de entre THF, CHCl3 y cualquiera de sus combinaciones.

13. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12 donde los precursores del material poroso son monomeros de estireno sin modificar o modificados, monomeros de acrilato sin modificar o modificados o mezclas de los mismos.

14. Procedimiento segun la reivindicacion anterior donde los monomeros de estireno estan modificados con ciclodextrina.

15. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14 donde la molecula activa se selecciona de entre enzimas, acidos nucleicos, anticuerpos, protelnas de adhesion, fluoroforos, cromoforos o moleculas sensoras.

16. Procedimiento segun la reivindicacion anterior donde la molecula activa esta modificada mediante la adicion de un grupo qulmico.

17. Procedimiento segun la reivindicacion anterior donde la molecula activa es una enzima modificada con grupos adamantano.