ES2823001T3 - Sellado de cubetas de reacción para ensayos de bioafinidad - Google Patents

Abstract

Sistema (20) que comprende un cartucho de bioensayo (4), que comprende cámaras de reacción (6) que contienen reactivos de bioafinidad en un estado seco, y una cubierta hermética perforable (2) que no permite, antes de ser perforada, cualquier flujo o difusión de materia hacia o desde dicha cámara de reacción (6) a través de dicha cubierta (2), caracterizado porque: a) dicha cubierta (2) comprende por lo menos una primera capa (8), es decir, una capa superior (8), una segunda capa (10), es decir, una capa intermedia (10), una tercera capa (12), es decir, una capa inferior (12), y sitios destinados a la perforación (14), b) en el caso de que dicho cartucho (4) se cubra con dicha cubierta (2), dicha tercera capa (12) se encuentra contra dicho cartucho (4) y dichos sitios (14) destinados a la perforación se encuentran en aberturas (16) de las cámaras de reacción (6), c) dicha cubierta (2) presenta, en los sitios (14) destinados a la perforación, un espacio hueco (18) entre dicha primera capa (8) y dicha tercera capa (12), es decir, dicha segunda capa (10) presenta un orificio (18) que se extiende a través de dicha segunda capa (10), y d) la primera capa (8) o la tercera capa (12), preferentemente dicha primera capa (8), de la cubierta (2) es hermética hasta la perforación, y la tercera capa (12) o la primera capa (8), respectivamente, preferentemente dicha tercera capa (12), se encuentra prerranurada de manera que: i) en el caso de que se perfore con una aguja, el punto de perforación no es hermético a los gases, sino que permite el flujo libre hacia afuera de gases desde la cámara de reacción (6), y ii) dicha capa garantiza un cierre hermético del canal de la aguja con la retracción de dicha aguja, en el que la cubierta (2) comprende una capa adicional (22) en la parte superior, es decir, sobre, la primera capa (8), y dicha capa adicional (22) presenta, en los sitios (14) destinados a la perforación, un espacio hueco (24).

Description

DESCRIPCIÓN

Sellado de cubetas de reacción para ensayos de bioafinidad

Campo de la invención

La invención se refiere a ensayos diagnósticos in vitro de analitos de muestras biológicas o clínicas. En mayor detalle, la invención se refiere a ensayos diagnósticos in vitro próximos al paciente de muestras clínicas que aplican reacciones de unión por bioafinidad. En particular, la invención se refiere al sellado de cubetas de reacción que contienen reactivos secos para ensayos de bioafinidad.

Antecedentes de la invención

Las publicaciones y otros materiales utilizados en la presente memoria para ilustrar los antecedentes de la invención, y en particular, casos para proporcionar datos adicionales respecto a la práctica, se incorporan como referencia. Tendencias en el ensayo diagnóstico

Se encuentran comercialmente disponibles una amplia diversidad de métodos e instrumentos para los ensayos inmunodiagnósticos in vitro (DIV) de muestras clínicas. Los ensayos DIV tradicionales, tales como los ensayos de inmunoensayo de ELISA, se caracterizan por metodología de ensayo compleja. Un ensayo puede requerir la adición de reactivos en varias etapas y el lavado en varias etapas. Lo anterior provoca que los ensayos resulten de ejecución laboriosa. A fin de reducir el esfuerzo necesario, se han desarrollado analizadores automatizados. Los analizadores pueden funcionar en “modo de acceso aleatorio” o en “modo por lotes”. Los analizadores automatizados pueden realizar hasta varios cientos de ensayo por hora. Típicamente, cuanto mayor es el analizador, mayor es la capacidad de ensayo. El menú de ensayo de un analizador de acceso aleatorio automatizado puede contener ensayos de hasta 50 analitos diferentes, o incluso más. Por economía de escala, un analizador de gran tamaño puede proporcionar resultados más económicos que un analizador pequeño. Lo anterior ha impulsado los ensayos IVD hacia grandes laboratorios centralizados.

La principal desventaja de los ensayos centralizados es el largo tiempo de retorno, que es excesivamente largo para satisfacer las necesidades de ensayo de los casos de pacientes agudos. Por lo tanto, a la tendencia de centralización le ha seguido la tendencia de ensayos próximos al paciente, es decir, el ensayo en el sitio de atención. En el sitio de atención, existe una necesidad creciente de instrumentos de ensayo que proporcionen resultados rápidos. Para ser aplicables en el sitio de atención, el instrumento debería resultar fácil de utilizar, de tamaño pequeño y de coste asequible.

Con el fin de cumplir los requisitos de los ensayos en el sitio de atención, la metodología de ensayo debería ser tan simple como resulte posible. Un enfoque ampliamente utilizado para simplificar la metodología de ensayo es aplicar reactivos bioquímicos secos (o liofilizados) en lugar de reactivos líquidos. La utilización de reactivos secos puede eliminar las etapas de adición de reactivos.

Otro enfoque para simplificar la metodología de ensayo es aplicar una tecnología de detección que permita la detección sin separación (libre de lavados) de los ensayos de bioafinidad. La utilización de una técnica de detección libre de separación puede eliminar las etapas de lavado.

Un enfoque para reducir el tamaño del analizador es reducir los volúmenes de reacción, es decir, miniaturizar el sistema de ensayo. Lo anterior también reduce los volúmenes de los consumibles de ensayo, tales como los reactivos y tampones de ensayo. Lo anterior provoca que el ensayo sea más adecuado para la utilización en el sitio de atención. Sin embargo, la miniaturización habitualmente compromete las cifras de rendimiento de la técnica de detección. Para evitar lo anterior, debería utilizarse una técnica de detección que tolere la miniaturización sin comprometer el rendimiento.

Reactivos secos

Es ampliamente conocido que los reactivos de bioafinidad, tales como anticuerpos, antígenos y enzimas, conservan la actividad biológica muy bien en el estado seco. En la condición seca, los reactivos habitualmente son estables en el almacenamiento incluso a temperatura ambiente. De esta manera, no existe la necesidad de mantener una cadena de frío estricta en la logística de suministro de reactivos. Lo anterior reduce los costes de transporte y almacenamiento. Los reactivos secos también permiten el diseño de instrumentos de ensayo más simples para la utilización en el punto de atención.

También es conocimiento común que los reactivos de bioafinidad secos deben mantenerse herméticamente cerrados para evitar el contacto con la humedad ambiental. Tras la exposición a humedad, los reactivos secos tienden a perder actividad biológica, que conduce a una reducción del rendimiento del ensayo. En el caso de que los reactivos de ensayo se sequen en la cubeta de reacción final, la cubeta de reacción debe sellarse herméticamente para evitar el contacto con la humedad ambiental. Más frecuentemente, lo anterior se realiza con una hoja de metal adhesiva. Para mejorar las propiedades mecánicas, la hoja puede estar compuesta de varias cocapas de materiales variables. Un tipo común de hoja está compuesto de una capa de plástico y una capa de hoja metálica. La capa de plástico permite que la hoja sea más duradera y flexible. En el caso de que no se requiera el sellado hermético, la cubeta de reacción puede sellarse con una película de plástico desnudo para protegerla del polvo y otros derrames ocasionales.

En un analizador de DIV automatizado típico que utilice reactivos secos, la muestra clínica puede dispensarse a través de la hoja de cubierta en la cubeta de reacción mediante una aguja de dispensación. La muestra dispensada disuelve los reactivos secos e induce la reacción de unión entre el analito y los reactivos. La mezcla o agitación de la cubeta de reacción con frecuencia resulta necesaria para acelerar la disolución de los reactivos y potenciar la cinética de reacción. En contextos de punto de atención, la cinética de reacción rápida resulta esencial debido a la necesidad de un tiempo de respuesta corto. En la mayoría de analizadores, habitualmente se requiere el procesamiento posterior del pocillo de reacción, tal como el lavado de los componentes no unidos y la adición de componentes que permiten la cuantificación del grado de unión del inmunoensayo (p.ej., sustrato o solución intensificadora). De esta manera, se requiere acceder al pocillo varias veces.

La agitación de cubetas de reacción abiertas tiende a causar derrames y la formación de aerosol, que puede conducir a la contaminación de cubetas de reacción próximas. Lo anterior puede causar resultados de ensayo falsos y deteriorar tanto la exactitud como la precisión del método de ensayo. De esta manera, la mezcla mecánica está asociada a un riesgo significativo de contaminación cruzada.

En el caso de los sistemas de ensayo miniaturizados en los que el volumen de reacción es pequeño, la evaporación del solvente a partir de una cubeta abierta también podría desempeñar un papel en un grado significativo. En tal caso, las concentraciones reales se incrementan, distorsionando los resultados del ensayo. En los sistemas miniaturizados, los efectos de los derrames y de la formación de aerosoles son pronunciados en comparación con las cubetas de dimensiones convencionales.

La evaporación y el derrame causado por la agitación podrían evitarse mediante el sellado de las cubetas de ensayo después de la dispensación de la muestra. Sin embargo, el sellado de las cubetas complicaría el protocolo de ensayo manual o, en el caso de que se automatice el método, complicaría significativamente el diseño del analizador. En conclusión, debería evitarse una etapa de sellado para que el analizador resulte adecuado para el DIV rutinario utilizado en el punto de atención.

En el caso de que se cubra la cubeta con una hoja (u otro tipo de cubierta) y la dispensación de las muestras se lleve a cabo a través de la hoja con una aguja dispensadora delgada, se reduciría la probabilidad de derrame en comparación con las cubetas abiertas. En este caso, la probabilidad de derrame sería proporcional al diámetro de la aguja perforadora. Sin embargo, incluso en este caso, muy probablemente se producirán derrames durante la agitación y es probable que se produzca una evaporación significativa durante la incubación. Lo anterior puede deteriorar el rendimiento del ensayo.

Cubiertas perforables resellables

A fin de superar los problemas indicados anteriormente, las cubetas podrían sellarse con una cubierta perforable resellable. Se conocen de la técnica muchos tipos de cubiertas resellables. Dichas cubiertas pueden estar realizadas en películas plásticas o en materiales flexibles, tales como caucho, silicona y otros elastómeros. Dichas cubiertas se aplican ampliamente para cubrir, por ejemplo, viales de reacción de reacciones de amplificación de ácidos nucleicos, tales como reacciones termocicladas de PCR. En ellas, el sellado típicamente se perfora después del ciclado para aspirar el líquido. Sin embargo, dichas cubiertas resultan difíciles de aplicar en cubetas de reacción miniaturizadas, tales como los pocillos de microtitulación del formato de 384 pocillos. Uno de los obstáculos principales de dichas cubiertas de elastómero es el incremento de presión del aire en la cubeta debido a la dispensación. A fin de evitar la presión incrementada, debería fluir hacia afuera de la cubeta un volumen equivalente de aire. En el caso de una cubeta de caucho o de silicona, la aguja de dispensación se sienta firmemente en la abertura perforada y no deja fluir aire hacia el exterior. La presión incrementada perjudica la exactitud de la dispensación o puede impedir la dispensación por completo. En conclusión, las cubiertas perforables realizadas en caucho moldeado, silicona u otro material en masa resiliente / elástico no resultan adecuadas para cubrir cubetas de reacción de volumen pequeño.

Los problemas de la presión incrementada pueden superarse prerranurando (prerrajando) el material de sellado en el punto esperado de perforación. El prerranurado puede ser de forma lineal, en forma de Y, en forma de cruz o de otra forma. Tras la perforación con una aguja, los bordes de la ranura se doblarían hacia abajo, abriendo de esta manera un corte para la salida libre al exterior de aire. Tras la retracción de la aguja, los bordes deben revertir a su posición original para el cierre correcto de la abertura. Por lo tanto, el material de la cubierta debe ser elástico y/o resiliente. El prerranurado completo del material de la cubierta permite la difusión libre de gases ambientales a la cubeta, por lo que el cierre no es hermético. De acuerdo con lo anterior, los selladores completamente prerranurados no son aplicables sin modificación a los reactivos secos. La cubierta elástica, esté prerranurada o no, puede cubrirse con una capa metálica para mantener la cubierta hermética hasta la perforación con una aguja. Dichos materiales de cubierta se utilizan comúnmente para embolsar placas de microtitulación, tiras y otros consumibles de bioensayo sensibles a la humedad. Sin embargo, la capa metálica es inelástica. De esta manera, resiste al doblado de los bordes de la hendidura. Una vez los bordes se doblan hacia abajo por la perforación, la capa metálica ofrece resistencia a que los bordes recuperen su posición original. En otras palabras, la hoja metálica perturba la función reversible correcta de la cubierta de elastómero prerranurado. El caso de un cierre incorrecto de la abertura puede conducir a derrames o evaporación de la mezcla de reacción. Lo anterior nuevamente deteriora el rendimiento del método.

El documento n° US 2008/152545 da a conocer un conjunto que contiene un dispositivo de recuperación de especímenes. El documento n° US 2004/0235036 da a conocer dispositivos y métodos para detectar secuencias genéticas. Los documentos n° FR2938063A1 y n° US5789251 dan a conocer cartuchos con una pluralidad de cámaras. Los documentos n° US2006/226113A1 y n° US2008/251490A1 da a conocer probetas con tapones de sellado.

Ninguno de los métodos de la técnica anterior para el sellado de cubetas de reacción satisface los criterios de: (i) hermeticidad durante el almacenamiento,

(ii) permitir una dispensación exacta con una aguja perforada,

(iii) permitir el flujo de salida de aire durante la dispensación,

(iv) cerrar reversiblemente la abertura perforada para evitar el derrame y la evaporación.

Objetivo y descripción resumida de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema que comprende un cartucho de bioensayo con cámaras de reacción y una cubierta para dicho cartucho.

La presente invención proporciona un sistema que comprende un cartucho de bioensayo que comprende cámaras de reacción y una cubierta hermética perforable para dicho cartucho. Las características de la cubierta son que: a) dicha cubierta comprende por lo menos una primera capa, es decir, una capa superior, una segunda capa, es decir, una capa intermedia, una tercera capa, es decir, una capa de fondo, y sitios destinados a la perforación, b) en el caso de que dicho cartucho se cubra con dicha cubierta, dicha tercera capa se encuentra contra dicho cartucho y dichos sitios destinados a la perforación se encuentran en aberturas de las cámaras de reacción, c) dicha cubierta presenta, en los sitios destinados a la perforación, un espacio hueco entre dicha primera capa y dicha tercera capa, es decir, dicha segunda capa presenta un orificio que se extiende a través de dicha segunda capa, y

d) la primera capa o la tercera capa, preferentemente dicha primera capa, de la cubierta es hermética hasta la perforación, y la tercera capa o la primera capa, respectivamente, preferentemente dicha tercera capa, se encuentra prerranurada de manera que:

i) en el caso de que se perfore con una aguja, el conector de perforación no es hermético a los gases, sino que permite el flujo libre hacia afuera de gases desde la cámara de reacción, y

ii) dicha capa garantiza un cierre hermético del canal de la aguja con la retracción de dicha aguja, en el que la cubierta comprende una capa adicional en la parte superior, es decir, sobre, la primera capa, y dicha capa adicional presenta, en los sitios destinados a la perforación, un espacio hueco.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, un sistema de cartuchos de bioensayo de un único pocillo no según la invención.

La figura 2 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, un sistema de cartuchos de bioensayo de 12 pocillos no según la invención.

La figura 3 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, un sistema de cartuchos de bioensayo de 96 pocillos no según la invención.

La figura 4 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, un sistema de cartuchos de bioensayo de 384 pocillos no según la invención.

La figura 5 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, otro sistema de cartuchos de bioensayo de 384 pocillos no según la invención.

La figura 6 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, un sistema adicional de cartuchos de bioensayo de 384 pocillos según la invención.

La figura 7 muestra esquemáticamente, con una vista de despiece de la cubierta, un sistema de cartuchos de bioensayo de 384 pocillos según la técnica anterior.

Descripción detallada de la invención

La invención proporciona un nuevo diseño para el sellado de cartuchos de ensayo de bioafinidad de volumen reducido. El diseño resulta especialmente adecuado para ensayos en analizadores de acceso aleatorio en los que muestras que deben dispensarse en una o más cámaras de reacción paralelas se insertan a intervalos irregulares para el análisis y resulta importante que las cámaras de reacción que deben utilizarse posteriormente se mantengan herméticas. El nuevo diseño permite la fabricación de cartuchos de bioensayo listos para utilizar con cámaras de reacción de volumen reducido, que:

(i) contienen reactivos de bioafinidad en un estado seco,

(ii) se mantienen herméticamente cerrados durante el almacenamiento,

(iii) permiten una dispensación exacta en la cámara con una aguja de perforación,

(iv) permiten un flujo libre de salida de aire desde la cámara durante la dispensación,

(v) garantizan el cierre reversible del canal de la aguja con la retracción,

(vi) eliminan la contaminación cruzada causada por derrames ocasionales.

Las características típicas del nuevo diseño de sellado son las siguientes:

(i) el sellado presenta una capa de fondo prerranurada realizada en material resiliente,

(ii) el sellado presenta una capa superior hermética, y

(iii) el sellado presenta una capa intermedia hueca/espaciosa.

La capa intermedia hueca es la esencia de la invención. Un sellado según la presente invención supera los obstáculos de la técnica anterior y permite la fabricación de cartuchos de bioensayo de volumen reducido listos para utilizar que satisfacen los cuatro criterios indicados anteriormente.

Según la invención, una capa intermedia hueca separa la capa inferior de la capa superior. La capa intermedia proporciona espacio entre las capas superior y del fondo y mantiene las dos capas a una distancia mutua esencialmente constante.

La capa intermedia hueca resulta esencial para el funcionamiento correcto de la cubierta. Sin la capa intermedia hueca, la cubierta no cumple los requisitos imperativos para cartuchos de bioensayo de volumen reducido listos para utilizar. La estructura de una cubierta típica no según la invención se muestra en la figura 1. La figura 1 presenta una proyección lateral. La figura 1b presenta una proyección en planta. El grosor de la capa hueca es típicamente de como mínimo 0,2 mm. El grosor preferente es por lo menos 0,5 mm. En el caso de que el grosor sea excesivamente reducido, la capa pierde gradualmente su efecto de resistencia a las consecuencias de derrames. En principio no hay grosor máximo para la capa intermedia. Sin embargo, por razones prácticas, un grosor preferente es, como máximo, de 10 mm. El grosor más preferente es de 1 a 5 mm.

La capa intermedia es hueca en el punto de perforación. El espacio hueco puede presentar la forma de un cilindro, cono, cono o cubo truncado, o cualquier otra forma. El volumen del espacio hueco es proporcional al grosor de la capa y depende de la forma del espacio hueco. Típicamente, el volumen no es inferior a 5% del volumen de la cavidad del cartucho, es decir, la cámara de reacción. En el caso de que el volumen sea excesivamente pequeño, la capa pierde su efecto de resistencia a las consecuencias de derrames y la capacidad de permitir el funcionamiento libre de las capas de fondo y superior. No hay límite superior para el volumen del espacio, aunque por motivos prácticos el volumen no debería exceder el volumen de la cavidad del cartucho en más de 10 veces.

La capa intermedia hueca se une en la cara superior de la capa superior. La capa superior puede ser cualquier material que sea perforable con una aguja y sea hermético hasta la perforación. Tras la perforación ya no es hermético. La capa superior puede estar compuesta de hoja metálica o bicapa de plástico-metal o de otra composición. La composición y dimensiones de la capa superior no limitan el alcance de la invención.

La capa intermedia hueca se encuentra unida inferiormente a la capa inferior. La capa inferior es de cualquier material elástico o flexible que sea perforable con una aguja y permite el flujo de salida de aire desde el cartucho durante la dispensación. La capa inferior se encuentra prerranurada antes de la perforación. La capa inferior puede estar compuesta de cualquier material elástico o flexible, tal como película de plástico, espuma celular, poliuretano, caucho, silicona u otro material, con la condición de que, al perforarla con una aguja, el conector de perforación no es hermético al aire, sino que permite el flujo libre hacia afuera de aire desde la cavidad del cartucho.

Términos

Los términos utilizados en la presente solicitud pueden definirse de la manera siguiente:

• Cubierta hermética perforable: en el contexto de la presente invención, la expresión cubierta hermética perforable se refiere a una cubierta de cartucho de bioensayo que se lla cámaras de reacción del cartucho. La referencia a que la cubierta es hermética significa que la cubierta, antes de ser perforada, no permite ningún flujo o difusión de materia hacia o desde una cámara de reacción a través de la cubierta. De acuerdo con lo anterior, en el contexto de la presente solicitud, la cubierta hermética garantiza que los reactivos secos, típicamente secados o liofilizados, no se deterioran debido al flujo o difusión de materia, típicamente vapor de agua, hacia el interior de la cámara de reacción a través de la cubierta, ni siquiera durante el almacenamiento prolongado, es decir, almacenamiento que dura por lo menos varias semanas, preferentemente meses. La referencia a perforable significa que la cubierta puede perforarse con una aguja de dispensación para la inserción de muestra y opcionalmente un tampón para la dilución junto con, y/o además de, reactivos.

Cartuchos de bioensayo: en el contexto de la presente invención, la expresión cartucho de bioensayo se refiere a cualquier cartucho, sea un tubo individual, una tira de pocillos multirreacción (p.ej., 12 pocillos) o una placa multipocillo (p.ej., 96 o 384 pocillos). En el contexto de la presente solicitud, la expresión se refiere típicamente a cartuchos para bioensayos en los que el volumen de las cámaras de reacción es de 5 pl a 2 ml, preferentemente de 5 pl a 50 pl, de 50 pl a 500 pl, o de 500 pl a 2 ml, y lo más preferentemente, de 10 pl a 30 pl.

Primera capa / Capa superior: en el contexto de la presente invención, la referencia a primera capa y capa superior de la cubierta del cartucho de bioensayo se refiere a la capa de la cubierta que se encuentra sobre las demás capas definidas en la solicitud, es decir, la capa que se encuentra sobre la capa intermedia, que se encuentra sobre la capa inferior, de la cubierta en el momento en que la cubierta sella el cartucho.

Segunda capa / capa intermedia: en el contexto de la presente invención, la referencia a segunda capa y capa intermedia de la cubierta del cartucho de bioensayo se refiere a la capa de la cubierta que se encuentra entre la capa superior y la capa inferior de la cubierta. Debe indicarse que la capa intermedia de la cubierta puede ser una continuación de la capa superior y/o inferior, con la condición de que pueda definirse una capa intermedia, entre la capa superior y la capa inferior, de manera que la capa intermedia comprende un espacio hueco o espacios huecos entre dicha primera capa y dicha tercera capa, es decir, dicha segunda capa presenta un orificio u orificios que se extienden a través de dicha segunda capa en el sitio o sitios, respectivamente, destinados a la perforación. Tercera capa / Capa inferior, en el contexto de la presente invención, la referencia a tercera capa y capa inferior de la cubierta del cartucho de bioensayo se refiere a la capa de las definidas en la invención, que se encuentra contra, es decir, más próxima a la cámara de reacción, en particular la abertura de la cámara de reacción en el momento en que el cartucho se encuentra cubierto con la cubierta, p.ej., sellada con la cubierta.

Sitio / Sitios destinados a la perforación: en el contexto de la presente invención, la referencia a sitio destinado a la perforación y sitios destinados a la perforación se refiere a sitios, es decir, zonas particulares, de la superficie de la cubierta o superficie de una capa particular de la cubierta del cartucho de bioensayo a través de la que se lleva a cabo la perforación para la inserción de muestra y opcionalmente de un tampón para dilución junto con, y/o además de, reactivos, cuando se utiliza el cartucho, es decir, cuando se lleva a cabo el bioensayo. El sitio o sitios destinados a la perforación se encuentran en la abertura de la cámara de reacción o en las aberturas de las cámaras de reacción del cartucho de bioensayo en el momento en que el cartucho se encuentra cubierto con dicha cubierta, p.ej., en el momento en que se encuentra sellado con la cubierta.

Espacio hueco / grosor del espacio hueco / anchura del espacio hueco: en el contexto de la presente invención, la expresión espacio hueco se refiere a los orificios de la capa intermedia de la cubierta de los cartuchos de bioensayo. El orificio se extiende a través de la segunda capa desde la primera capa hasta la tercera capa. De acuerdo con lo anterior, los orificios se encuentran limitados por la capa superior, superiormente, la capa intermedia en los laterales, y la capa inferior, inferiormente. La expresión grosor del espacio hueco se refiere a la distancia entre la primera capa y la segunda capa a lo largo del espacio hueco. El grosor se mide típicamente en paralelo al eje de perforación deseado. El eje de perforación deseado es típicamente perpendicular al plano de la cubierta. El grosor del espacio hueco es igual al grosor de la capa intermedia en el caso de que el grosor de la capa intermedia sea constante, que preferentemente es el caso. La expresión anchura del espacio hueco se refiere a la dimensión del espacio hueco perpendicular al eje de perforación deseado y típicamente paralelo al plano de la cubierta. La anchura del espacio hueco puede variar en relación a la distancia entre la capa superior y/o la capa inferior dependiendo de la forma del espacio hueco. En el caso de que la forma sea, p.ej., la de un cono o cono truncado, la anchura del espacio hueco dependerá de en qué extremo se mide el cono o cono truncado.

Cámara de reacción / volumen de cámara de reacción: en el contexto de la presente invención, la expresión cámara de reacción se refiere al espacio limitado por las paredes de la cámara de reacción, típicamente el tubo o pocillo, y el plano de la cubierta que cubre el cartucho de bioensayo. De acuerdo con lo anterior, el volumen de la cámara de reacción se refiere al volumen total de la cámara en la que debe tener lugar la reacción del bioensayo. De esta manera, el volumen también se encuentra limitado por las paredes de la cámara de reacción, típicamente el tubo o pocillo, y el plano de la cubierta que cubre el cartucho de bioensayo. Los volúmenes típicos de la cámara de reacción de la presente invención son de entre 5 pl y 500 pl, preferentemente de entre 5 pl y 50 pl o de entre 50 pl y 500 pl, y lo más preferentemente de entre 10 pl y 30 pl.

Conector de perforación: en el contexto de la presente invención, la expresión conector de perforación se refiere al conector de la aguja que ha perforado la cubierta o una capa particular de la cubierta. Típicamente, el conector de perforación a través de la capa superior o la capa inferior o ambas, preferentemente por lo menos la capa inferior, no es hermético a los gases, sino que permite el flujo libre hacia afuera de los gases desde la cámara de reacción al dispensar la muestra y opcionalmente un tampón de dilución junto con, y/o además de, reactivos, en la cámara de reacción.

Canal de aguja / cierre hermético del canal de aguja: en el contexto de la presente invención, la expresión canal de aguja se refiere al canal a través e la cubierta o una capa particular de la cubierta dejado por la aguja de perforación después de que se haya retraído. Típicamente, por lo menos el canal de aguja a través de la capa superior o de la capa inferior se cierra herméticamente tras la retracción de la aguja. La expresión se cierra herméticamente en el contexto de la presente invención se refiere a que el cierre no permite que se produzca un flujo significativo de materia, es decir, flujo de materia, que pueda afectar significativamente al rendimiento del bioensayo realizado, por el canal de aguja que se encuentra herméticamente cerrado durante el bioensayo. Realizaciones preferentes de la invención

Un sistema de la definición se define en la reivindicación 1. Comprende, entre otros, una cubierta hermética perforable para un cartucho de bioensayo con cámaras de reacción, en la que:

a) dicha cubierta comprende por lo menos una primera capa, es decir, una capa superior, una segunda capa, es decir, una capa intermedia, una tercera capa, es decir, una capa de fondo, y sitios destinados a la perforación, b) en el caso de que dicho cartucho se cubra con dicha cubierta, dicha tercera capa se encuentra contra dicho cartucho y dichos sitios destinados a la perforación se encuentran en aberturas de las cámaras de reacción, y c) dicha cubierta presenta, en los sitios destinados a la perforación, un espacio hueco entre dicha primera capa y dicha tercera capa, es decir, dicha segunda capa presenta un orificio que se extiende a través de dicha segunda capa.

La cubierta, antes de ser perforada, no permite ningún flujo o difusión de materia hacia o desde una cámara de reacción a través de la cubierta.

En la mayoría de realizaciones típicas de la presente invención, el volumen de cada espacio hueco en cada sitio de perforación es de entre 5% y 10 veces, preferentemente entre 15% y 3 veces, y lo más preferentemente de entre 50% y 2 veces el volumen de la cámara de reacción correspondiente del cartucho. En muchas realizaciones típicas, el grosor del espacio hueco, es decir, la distancia entre la primera capa y la segunda capa a través del espacio hueco, es de entre 0,1 mm y 20 mm, preferentemente de entre 0,3 mm y 10 mm, y lo más preferentemente de entre 1 mm y 5 mm, y/o la anchura, medida esencialmente en perpendicular al eje de perforación deseado, del espacio hueco en el sitio de perforación es de entre 1,5 mm y 2 veces, preferentemente entre 2 mm y 1,5 veces, y lo más preferentemente de entre 2,5 mm y 1 vez la anchura de la abertura de la cámara de reacción cubierta con dicha cubierta.

En un sistema de la invención, la primera capa o la tercera capa, preferentemente dicha primera capa, de la cubierta es hermética hasta la perforación, y la tercera capa o la primera capa, respectivamente, preferentemente dicha tercera capa, es tal, que:

i) en el caso de que se perfore con una aguja, el punto de perforación no es hermético a los gases, sino que permite el flujo libre hacia afuera de gases desde la cámara de reacción, y

ii) dicha capa garantiza un cierre hermético del canal de la aguja con la retracción de dicha aguja.

La capa, sea la primera capa o la tercera capa, preferentemente dicha primera capa, con un conector de perforación que no es hermético a los gases, al ser perforada por una aguja, aunque permita el flujo libre hacia afuera de gases desde la cámara, se encuentra prerranurada. Preferentemente, el prerranurado es en forma de (es decir, forma de cruz), forma de X, forma de Y o forma de I (es decir, lineal).

En algunas realizaciones preferentes de la invención, la cubierta comprende por lo menos una capa adicional. La capa o capas adicionales puede encontrarse sobre, entre o bajo la primera, segunda y/o tercera capas. En un sistema de la invención, la cubierta comprende una capa adicional en la parte superior, es decir, sobre, la primera capa, y dicha capa adicional presenta, en los sitios destinados a la perforación, un espacio hueco.

Un sistema típico según la invención comprende un cartucho de bioensayo con cámaras de reacción y una cubierta para dicho cartucho, en el que la cubierta es tal como se ha definido anteriormente. En la mayoría de realizaciones típicas del sistema, los volúmenes de las cámaras de reacción del cartucho de bioensayo son de entre 5 pl y 2 ml, preferentemente de entre 5 pl y 50 pl, de entre 50 pl y 500 pl o de entre 500 pl y 2 ml, y lo más preferentemente, de entre 10 pl y 30 pl.

En la mayoría de realizaciones típicas de utilización, los volúmenes de las cámaras de reacción del cartucho de bioensayo son de entre 5 pl y 2 ml, preferentemente de entre 5 pl y 50 pl, de entre 50 pl y 500 pl, o de entre 500 pl y 2 ml, y lo más preferentemente, de entre 10 pl y 30 pl.

Ejemplos

La invención se ilustra mediante los ejemplos 1 a 7, a continuación; sin embargo, las aplicaciones en las que la presente invención proporciona ventajas no se encuentran limitadas a los presentes ejemplos.

Ejemplo 1 (no según la invención)

Cámara de reacción de un solo pocilio

La figura 1 muestra un cartucho de bioensayo 4 con una cámara de reacción de un solo pocillo 6 sellada con una cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12. La capa inferior 12 de la cubierta 2 está realizada en silicio de 3 mm de grosor, prerranurada (forma X) en el punto de perforación previsto. El espacio hueco 18 de la capa intermedia 10 es de forma cilindrica, de 10 mm de diámetro y 10 mm de profundidad. La capa inferior 10, es decir, el esqueleto en torno al espacio hueco 18, que une la capa superior 8 y la capa inferior 12 , está realizado en espuma de polietileno de celda cerrada. La capa superior 8 es hermética, realizada en hoja metálica, de 80 pm de grosor. El tubo 4 está relleno de reactivos secos. El cartucho de reactivos 4 se almacena en una bolsa de hoja metálica hasta que se utiliza para el ensayo. El cartucho 4 se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Se perfora con la aguja la cubierta de tres capas 2, dispensando el volumen de muestra en la cámara de reacción 6 y después se retrae de la cámara 6. El diseño de dicha cubierta 2 proporciona las ventajas esenciales de la invención.

Ejemplo 2 (no según la invención)

Cartucho multipocillo, 12 pocilios de reacción

La figura 2 muestra un sistema 20 que comprende un cartucho multipocillo 4 compuesto de 12 pocillos de reacción 6 en una matriz sellada con una cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12. La capa inferior 12 de la cubierta 2 está realizada en una espuma de 2 mm de neopreno de celda cerrada, prerranurada (forma Y) en el punto de perforación previsto. El espacio hueco 18 de la capa intermedia 10 es de forma cuboide (6 mm x 6 mm) y de 2 mm de profundidad. La capa intermedia 10, es decir, el esqueleto en torno al espacio hueco 18, que une la capa superior 8 y la capa inferior 12 , está realizado en espuma de caucho de celda cerrada. La capa superior 8 es hermética, realizada en metal laminado con plástico (bicapa) de 120 pm de grosor. Las cámaras de reacción 6 están rellenas de reactivos secos.

El cartucho 4 se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Se perfora con la aguja la cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12, dispensando el volumen de muestra en la cámara de reacción 6 y después se retrae de la cámara 6. El diseño de dicha cubierta 2 proporciona las ventajas esenciales de la invención.

Ejemplo 3 (no según la invención)

Cartucho multipocillo, 96 pocillos de reacción

La figura 3 muestra un sistema 20 que comprende un cartucho multipocillo 4 compuesto de 96 pocillos de reacción 6 constituido por una placa estándar de 96 pocillos 20, en el que el cartucho 4 está sellado con una cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12. La capa inferior 12 de la cubierta 2 está realizada en vinilo de 100 pm de grosor, prerranurada (forma I) en el punto de perforación previsto. El espacio hueco 18 de la capa intermedia 10 es de forma cónica, de 5 mm de diámetro y 1 mm de profundidad. La capa intermedia 10, es decir, el esqueleto en torno al espacio hueco 18, está realizado en poliuretano. La capa superior 8 es hermética, realizada en hoja metálica, de 15 pm de grosor. El sistema de cartuchos 20 está relleno de reactivos secos. El sistema de cartuchos de reactivos 20 se almacena en una bolsa de hoja metálica hasta que se utiliza para el ensayo.

El sistema de cartuchos 20 se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Se perfora con la aguja la cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12, dispensando el volumen de muestra en la cámara de reacción 6 y después se retrae de la cámara 6. El diseño de dicha cubierta 2 proporciona las ventajas esenciales de la invención.

Ejemplo 4 (no según la invención)

Cartucho multipocillo, 384 pocillos de reacción individuales

La figura 4 muestra un sistema de cartuchos multipocillo 20 compuesto de 384 cámaras de reacción individuales 6 realizado en una placa estándar de 384 pocillos 4 sellada con una cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12. La capa inferior 12 de la cubierta es hermética, realizada en hoja metálica de 50 pm de grosor; la capa superior 8, realizada en espuma de celdas de poliuretano, se encuentra prerranurada (forma ) en el punto de perforación previsto 14 y es de 0,5 mm de grosor. La capa metálica 12 no se encuentra prerranurada. El espacio hueco 18 de la capa intermedia 10 es de forma cilindrica, de 2 mm de diámetro y 0,5 mm de profundidad. La capa intermedia 10, es decir, el esqueleto en torno al espacio hueco 18, está realizado en espuma de celda cerrada. El sistema 20 está relleno de reactivos secos. El sistema de cartuchos 20 se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Se perfora con la aguja la cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12, dispensando el volumen de muestra en la cámara de reacción 6 y después se retrae de la cámara 6. El diseño de dicha cubierta 2 proporciona las ventajas de la invención.

Ejemplo 5 (no según la invención)

Cartucho multipocillo, 384 pocillos de reacción individuales

La figura 5 muestra un sistema de cartuchos multipocillo 20 compuesto de 384 cámaras de reacción individuales 6 realizado en una placa estándar de 384 pocillos 4 sellada con una cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12. La capa inferior 12 de la cubierta 2 está realizada en una bicapa de espuma de poliuretano de celda cerrada-polietileno de 300 |jm, prerranurada (forma ) en el punto de perforación previsto. El espacio hueco 18 de la capa intermedia 10 es de forma cilindrica, de 3 mm de diámetro y 2 mm de profundidad. La capa intermedia 10, es decir, el esqueleto en torno al espacio hueco 18, está realizado en espuma de celda cerrada. La capa superior 8 es hermética, realizada en hoja de aluminio, de 30 jm de grosor. El sistema 20 está relleno de reactivos secos.

El sistema de cartuchos 20 se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Se perfora con la aguja la cubierta 2 de tres capas 8, 10, 12, dispensando el volumen de muestra en la cámara de reacción 6 y después se retrae de la cámara 6. El diseño de dicha cubierta 2 proporciona las ventajas esenciales de la invención.

Ejemplo (según la invención)

Cartucho multipocillo, 384 pocilios de reacción individuales

La figura 6 muestra un sistema de cartuchos multipocillo 20 de otro modo idéntico al del Ejemplo 5, aunque presenta una capa adicional 22 similar a la capa intermedia 10 sobre la capa superior 8. La capa adicional 22 puede, en algunas realizaciones, mejorar el rendimiento mediante una segregación más eficiente de los sitios destinados a ser perforados. De esta manera, en el caso de derrame en el sitio de perforación, el riesgo de que el derrame contamine otros sitios de perforación se reduce en gran medida.

El sistema de cartuchos 20 se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Se perfora con la aguja la cubierta 2 de cuatro capas 22, 8, 10, 12, dispensando el volumen de muestra en la cámara de reacción 6 y después se retrae de la cámara 6. El diseño de dicha cubierta 2 proporciona las ventajas esenciales de la invención.

Ejemplo 7 (no según la invención)

Cartucho multipocillo, 384 pocillos de reacción individuales

La figura 7 muestra un sistema de cartuchos multipocillo de la técnica anterior 20' compuesto de 384 cámaras de reacción individuales 6 realizado en una placa estándar de 384 pocillos 4 sellada con un material de cubierta estándar 2' realizado en una bicapa de hoja metálica 8 - plástico 12. La capa de plástico 12 (en la parte inferior) se encuentra prerranurada (forma ) en el punto de perforación previsto. La capa superior 8 es hermética, realizada en hoja metálica. Las cámaras de reacción 6 están rellenas de reactivos secos.

El sistema de cartuchos 20' se utiliza para un bioensayo. Se añade una muestra a la cámara de reacción 6 con una aguja dispensadora. Al perforar con una aguja la cubierta bicapa 2', los bordes de la capa prerranurada 12 se doblan hacia adentro, mientras que en la retracción de la aguja, los bordes no revierten correctamente debido a que la capa de hoja metálica 8 no es suficientemente elástica. De esta manera, no se consigue un sellado suficiente del pocillo 6 después de la adición de muestra. Además, la estrecha proximidad de las capas 12 prerranurada y 8 hermética se envuelven en torno a la aguja dispensadora con excesiva fuerza para permitir el flujo de salida del aire de reemplazo de manera fiable. Además, el diseño es vulnerable a la contaminación de pocillo 6 a pocillo 6' debido a derrames. El diseño de dicha cubierta 2' representa el estado de la técnica. Falta la capa hueca; de esta manera, dicha cubierta no proporciona las ventajas de la invención.

En el caso de que la capa de plástico prerranurada se encontrase en la parte superior y la hoja metálica se encontrase en la parte inferior, un problema adicional sería la caída ocasional de trozos de hoja metálica al interior de las cámaras de reacción en los sitios de perforación.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Sistema (20) que comprende un cartucho de bioensayo (4), que comprende cámaras de reacción (6) que contienen reactivos de bioafinidad en un estado seco, y una cubierta hermética perforable (2 ) que no permite, antes de ser perforada, cualquier flujo o difusión de materia hacia o desde dicha cámara de reacción (6) a través de dicha cubierta (2 ), caracterizado porque:

a) dicha cubierta (2 ) comprende por lo menos una primera capa (8), es decir, una capa superior (8), una segunda capa (10), es decir, una capa intermedia (10), una tercera capa (12 ), es decir, una capa inferior (12), y sitios destinados a la perforación (14),

b) en el caso de que dicho cartucho (4) se cubra con dicha cubierta (2), dicha tercera capa (12) se encuentra contra dicho cartucho (4) y dichos sitios (14) destinados a la perforación se encuentran en aberturas (16) de las cámaras de reacción (6),

c) dicha cubierta (2) presenta, en los sitios (14) destinados a la perforación, un espacio hueco (18) entre dicha primera capa (8) y dicha tercera capa (12), es decir, dicha segunda capa (10) presenta un orificio (18) que se extiende a través de dicha segunda capa (10), y

d) la primera capa (8) o la tercera capa (12 ), preferentemente dicha primera capa (8), de la cubierta (2 ) es hermética hasta la perforación, y la tercera capa (12 ) o la primera capa (8), respectivamente, preferentemente dicha tercera capa (12 ), se encuentra prerranurada de manera que:

i) en el caso de que se perfore con una aguja, el punto de perforación no es hermético a los gases, sino que permite el flujo libre hacia afuera de gases desde la cámara de reacción (6), y ii) dicha capa garantiza un cierre hermético del canal de la aguja con la retracción de dicha aguja, en el que la cubierta (2) comprende una capa adicional (22) en la parte superior, es decir, sobre, la primera capa (8), y dicha capa adicional (22) presenta, en los sitios (14) destinados a la perforación, un espacio hueco (24).

2. Sistema (20) según la reivindicación 1, caracterizado porque, en cada sitio (14) de perforación, el volumen de cada espacio hueco (18) en cada sitio de perforación es de entre 5% y 10 veces, preferentemente entre 15% y 3 veces, y lo más preferentemente de entre 50% y 2 veces el volumen de la cámara de reacción (6) correspondiente del cartucho (4).

3. Sistema (20) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el grosor del espacio hueco (18), es decir, la distancia entre la primera capa (8) y la segunda capa (12) a través del espacio hueco (18), es de entre 0,1 mm y 20 mm, preferentemente de entre 0,3 mm y 10 mm, y lo más preferentemente, de entre 1 mm y 5 mm.

4. Sistema (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la anchura, medida esencialmente en perpendicular al eje de perforación previsto, del espacio hueco (18) en el sitio (14) de perforación es de entre 1,5 mm y 2 veces, preferentemente de entre 2 mm y 1,5 veces y lo más preferentemente de entre 2,5 mm y 1 vez la anchura de la abertura de la cámara de reacción (6) cubierta con dicha cubierta (2 ).

5. Sistema (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa, sea la primera capa o la tercera capa, preferentemente dicha primera capa, con un conector de perforación que no es hermético a los gases, al ser perforada por una aguja, aunque permita el flujo libre hacia afuera de gases desde la cámara, se encuentra prerranurada en forma de , en forma de X, en forma de Y o en forma de I.

6. Sistema (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la cubierta (2) comprende por lo menos una capa adicional (22) sobre, entre o bajo la primera (8), segunda (10) y/o tercera (12) capas.

7. Sistema (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el volumen de las cámaras de reacción (6) del cartucho de bioensayo (4) es de entre 5 pl y 500 pl, preferentemente de entre 5 |jl y 50 pl o de entre 50 pl y 500 pl, y lo más preferentemente de entre 10 pl y 30 pl.