MX2008007097A - Integracion de almacenamiento de muestras y administracion de muestras para las ciencias de la vida - Google Patents

Integracion de almacenamiento de muestras y administracion de muestras para las ciencias de la vida

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MX2008007097A
MX2008007097A MXMX/A/2008/007097A MX2008007097A MX2008007097A MX 2008007097 A MX2008007097 A MX 2008007097A MX 2008007097 A MX2008007097 A MX 2008007097A MX 2008007097 A MX2008007097 A MX 2008007097A
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Judy Mullercohn
Rolf Muller
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Biomatrica Inc
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Se describen composiciones y métodos para almacenamiento, rastreo, recuperación y análisis automatizado de muestras biológicas, que incluyen almacenamiento en seco a temperaturas ambiente deácidos nucleicos, proteínas (incluyendo enzimas), y células utilizando una matriz de almacenamiento en seco que se puede disolver que permite la recuperación de materiales biológicamente activos;los dispositivos de almacenamiento de muestras biológicas con etiquetas RFID caracterizan las matrices que se pueden disolver o disociar que son descritas para utilizarse como soportes de las muestras biológicas, cuyas matrices pueden secarse y substancialmente hidratarse nuevamente para la recuperación de la muestra;también están descritos sistemas y métodos implementados por computadora para la administración de datos de muestras.

Description

INTEGRACIÓN DE ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS Y ADMINISTRACIÓN DE MUESTRAS PARA LAS CIENCIAS DE LA VIDA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a composiciones y métodos mejorados para almacenamiento de muestras biológicas, y a procedimientos mediante los cuales, los materiales biológicos y muestras son recibidos y colocados en sistemas de inventarios. La presente invención también se refiere al uso, organización, almacenamiento, rastreo, recuperación y análisis de dichos materiales y muestras biológicas y a la automatización de estos procedimientos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La investigación en el campo de las ciencias de la vida se basa en el análisis de materiales y muestras biológicas, tales como ADN, ARN, sangre, orina, muestras bucales, bacterias, virus, productos PCR, ADN clonado, proteínas, células y tejidos, y de minerales o químicos. Dichas muestras, normalmente son recolectadas u obtenidas de fuentes adecuadas y son colocadas en almacenamiento e inventario para procesamiento y análisis posterior.
Los contenedores de almacenamiento para dichas muestras incluyen botellas, tubos, frascos, bolsas, cajas, bandejas, platos de depósitos múltiples y placas de depósitos múltiples, los cuales normalmente son sellados por cubiertas roscadas individuales o cubiertas de ajuste a presión, cierres a presión o de sello, tapas, bandas o cintas adhesivas o bandas de cubiertas múltiples. El formato de contenedor estándar para un rendimiento total de medio a alto del almacenamiento, procesamiento y automatización de muestras de procedimientos biológicos, son una placa o conjunto de elementos de 96, 384 o 1536 depósitos. Los contenedores y las muestras contenidos en los mismos, son almacenados a diversas temperaturas, por ejemplo, a temperatura ambiente o a una temperatura de 4°C o a temperaturas por debajo de 0°C, normalmente aproximadamente a una temperatura de -20°C o a una temperatura de -70°C a -80°C. Las muestras que son colocadas y almacenadas en los dispositivos, con mayor frecuencia están contenidas en un medio líquido o una solución reguladora, y requieren almacenaje a dichas temperaturas debajo de cero (por ejemplo, -20°C o de -70 a -80°C). En algunos casos, las muestras primero se secan y posteriormente son almacenadas a temperatura ambiente o a una temperatura de 4°C, a una temperatura de -20°C o a una temperatura de -70 a -80°C. Por ejemplo, actualmente, los ácidos nucleicos son almacenados en una forma líquida a temperaturas bajas. Para almacenaje de corto plazo, los ácidos nucleicos pueden ser almacenados a una temperatura de 4°C.
Para almacenamiento a largo plazo, la temperatura generalmente se hace descender a una temperatura de -20CC hasta -70°C para evitar la degradación del material genético, particularmente en el caso de ADN y ARN genómico. Los ácidos nucleicos también son almacenados a temperatura ambiente sobre matrices sólidas, tales como membranas de celulosa. Ambos sistemas de almacenamiento están asociados con desventajas. El almacenamiento bajo temperaturas bajas, requiere equipo costoso, tales como cuartos fríos, congeladores, sistemas de respaldo de generación eléctrica; dicho equipo puede ser poco confiable en casos de cortes de energía inesperados o pueden ser difíciles de utilizar en áreas sin una fuente disponible de electricidad o que tienen sistemas eléctricos poco confiables. El almacenamiento de ácidos nucleicos sobre fibras de celulosa también tiene como resultado una pérdida sustancial de material durante el procedimiento de rehidratación, debido a que el ácido nucleico permanece atrapado, y por consiguiente, asociado con las fibras de celulosa en lugar de poderse recuperar en forma cuantitativa. El almacenamiento en seco de ácido nucleico sobre celulosa también requiere la separación de la celulosa del material biológico, debido a que las fibras de celulosa, de otra manera contaminan las muestras biológicas. La separación de los ácidos nucleicos de los filtros de celulosa requiere manejo adicional, incluyendo los pasos de colocar en tubos de ensayo, la transferencia de las muestras en tubos o contenedores nuevos, y centrifugación, todos los cuales pueden tener como resultado la recuperación reducida de producción y la oportunidad incrementada de introducción de contaminantes no deseados o exposición a condiciones que promueven la degradación de las muestras, y los cuales también son costosos y requieren mucho trabajo. Actualmente, las proteínas son manejadas actualmente en etapas líquidas, en ambientes enfriados o congelados, que normalmente abarcan un intervalo de -20°C para almacenamiento en nitrógeno líquido. En algunas excepciones, las proteínas pueden ser secadas por congelación, o secadas a temperatura ambiente en la presencia de trehalosa y aplicadas directamente a una superficie no tratada. (Garcia de Castro et al., 2000, Appl, Environ, Micribiol, 66: página 4142; Manzanera et al., 2002 Appl. Environ, Microbiol. 68: página 4328). Las proteínas, con frecuencia se degradan y/o pierden actividad aún cuando son almacenadas enfriadas (4°C), o congeladas (-20°C o -80°C). El estrés del descongelado congelado en las proteínas, reduce la bioactividad (por ejemplo, actividad enzimática, enlace específico a un ligando cognado, etc.) especialmente si el descongelado congelado repetido de alícuotas de una muestra de proteína es requerido. La pérdida consecuente de actividad de la proteína que puede ser necesaria para los ensayos biológicos, requiere normalmente ajustar nuevamente la concentración de proteína con el objeto de obtener resultados de ensayo comparativos, o el rechazo costoso de los reactivos de proteína comprometidos a favor de procurar lotes nuevos. La práctica común de tener usos múltiples de reactivos de enzima almacenados en un laboratorio, especialmente por diferentes usuarios en diferentes momentos y que emplean procedimientos de manejo no estandarizados, reduce adicionalmente la confiabilidad de los datos experimentales generados con dichos reactivos. Como resultado, la vida media de las proteínas se reduce y los reactivos costosos deben ser reemplazados con frecuencia, sumando costosos financieros enormes al usuario. En el caso del proveedor de proteínas, se requieren altos costos para mantener una cadena de suministro congelada en forma ininterrumpida empezando con los cuartos de trabajo fríos iniciales, para la transportación, almacenaje congelado de la muestra y transporte congelado de la proteína desde el sitio de producción hasta el sitio de uso. Por ejemplo, las demoras durante la transportación pueden tener como resultado una desactivación de las proteínas, las cuales tendrán entonces que ser reemplazadas con un mayor costo para el proveedor; la recepción del producto inactivo también puede tener como resultado la insatisfacción de los clientes. El secado de las proteínas y los ácidos nucleicos, ya ha sido adoptado universalmente por la investigación científica, biomédica, biotecnológica y otras comunidades industriales de negocios debido a la carencia de procedimientos estándar y confiables establecidos, las dificultades con la recuperación de propiedades cuantitativas y funcionales, compatibilidades y tolerancias de regulador y solvente variables, y otras dificultades que surgen de las demandas en el manejo de ácidos nucleicos y proteínas. Los mismos problemas se aplican al manejo, almacenamiento y uso de otros materiales biológicos, tales como virus, hongos, bacterias, células y organismos microcelulares. Los disacáridos, tales como trehalosa o lactitol, por ejemplo, han sido descritos como aditivos para el almacenamiento en seco de muestras que contienen proteínas (por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 4,891 ,319; la Patente de E.U.A. No. 5,834,254; la Patente de E.U.A. No. 6,896,894; la Patente de E.U.A. No. 6,876,992; la Patente de E.U.A. No. 5,240,843; el documento WO 90/05182; el documento WO 91/14773) aunque la utilidad de dichos compuestos en los contextos descritos ha sido comprometida por su servicio como fuentes de energía para contaminantes microbianos indeseables, mediante sus efectos de estabilización limitados cuando se utilizan como se describió, por su falta de aplicación general a través de un grupo amplio de muestras biológicas y por otros factores. Los contenedores actuales para almacenamiento de muestras, representan una multitud de plataformas sin método unificado para la preparación de muestras, almacenamiento de muestras, inventario de muestras, rastreo de muestras, recuperación de muestras y análisis de muestras. Es claro que ninguno de los procesamientos y formatos de almacenamiento de muestras actuales resuelven los problemas que surgen de los contendores de almacenamiento individuales, cierre inadecuado y los auxiliares de contención, contaminación de muestras, organización inadecuada, sistemas de etiquetado diversos, requerimientos de almacenamiento y gran espacio y limitaciones de temperatura.
La etapa genómíca y el descifrado actual de los genomas, proteomas, transcriptomas, etc., humanos y muchos otros han conducido a la industrialización de la investigación de las ciencias de la vida. Millones de muestra biológicas, incluyendo genes y/o productos genéticos de una multitud de organismos están siendo analizados con el objeto de hacer avanzar el conocimiento científico y el desarrollo de productos comerciales. El desarrollo de tecnologías de rendimiento total alto ha tenido como resultado una acumulación de información y muestras vastas, de tal manera que existe una necesidad de integrar el almacenamiento de muestras, la organización de datos y el análisis de datos. La generación de muestras biológicas en gran cantidad y los datos en consecuencia, poseen un desafío de organización significativo para laboratorios pequeños y grandes. Las opciones de administración de datos disponibles anteriormente para las muestras de las ciencias de la vida, tales como LIMS (Sistemas de administración de información de laboratorio), no tienen la capacidad de integrar la información que pertenece a una muestra o muestras particulares con un dispositivo de almacenamiento de muestras, y normalmente almacena datos de muestras en un servidor central que no está conectado ni física ni electrónicamente al dispositivo de almacenamiento de muestras. Adicionalmente, dichos sistemas disponibles anteriormente, requieren configuraciones de anaqueles de almacenamiento inconvenientes, normalmente involucrando un almacenamiento engorroso y/o costoso en frío, software complejo que requiere soporte profesional de tecnologías de información dedicado de tiempo completo, independientemente de si el sistema de software empresarial a gran escala será adquirido y configurado para las necesidades de un usuario en particular, o si en su lugar, un programa personalizado será desarrollado en forma independiente. Claramente, existe una necesidad en la industria para almacenamiento, recuperación, análisis y dispositivos y sistemas de coincidencia de información de muestras, almacenamiento, recuperación y análisis de las ciencias de la vida universal. La presente descripción responde a dichas necesidades proporcionando una pluralidad de aplicaciones de almacenamiento y datos de muestras de ciencias de la vida, y ofrece otras ventajas relacionadas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con determinadas modalidades de la presente invención descritas en la presente, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica que comprende (a) un material de matriz que disuelve o se disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quítosán, y en donde, si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa presente como un segundo estabilizador. En otra modalidad, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, que comprende (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos dos estabilizadores, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannítol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde si uno de los por lo menos dos estabilizadores comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador. En otra modalidad, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, que comprende (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; (b) por lo menos un estabilizador; y (c) por lo menos una muestra biológica, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador. En otra modalidad se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, que comprende (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente, dicho material de matriz comprende alcohol polivinílico; y (b) por lo menos un estabilizador. En otra modalidad se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, que comprende (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde dicho por lo menos un estabilizador comprende un inhibidor de trehalasa. En otra modalidad, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos uno y no más de dos estabilizadores, en donde el estabilizador no es trehalosa, lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbítol, celobiosa, inositol o quitosán. En otra modalidad, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica que comprende (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde el por lo menos un estabilizador comprende un inhibidor de glicosidasa que es seleccionado de (i) un inhibidor de trehalasa, (ii) un inhibidor de quitinasa, (iíi) un inhibidor de a-glucosidasa, (¡v) un inhibidor de glicógeno fosforilasa, (vi) un inhibidor de neuraminidasa, (vi) un inhibidor de ceramida glucosiltransferasa, y (vii) un inhibidor de lisosomal glicosidasa. En determinadas modalidades adicionales, el inhibidor de trehalasa es seleccionado de suidatrestina, validamicina A, validoxilamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina y casuahn-6-O-a-D-glucopiranosido. En otras determinadas modalidades, el material de matriz se disuelve en un solvente. En otras modalidades adicionales, por lo menos un estabilizador comprende un inhibidor que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico. En otras modalidades adicionales, el solvente comprende un solvente biocompatible. En todavía otras modalidades adicionales, el material de matiz se disuelve en el solvente bíocompatible. En otras modalidades adicionales, el material de matriz comprende alcohol polivinílico. En otras modalidades adicionales, la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.1 % hasta aproximadamente el 10% de peso por volumen de alcohol polivinílico. En otras modalidades adicionales, la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.5% hasta aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polivinílico. En otras modalidades adicionales, la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polivinílico. En otras modalidades adicionales, la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.5% hasta aproximadamente el 1.5% peso por volumen de alcohol polivinílico. En otras modalidades adicionales, la matriz se seca a partir de una solución que se seleccionada de (i) una solución que comprende aproximadamente el 1 % peso por volumen de alcohol polivinílico, (ii) una solución que comprende aproximadamente el 3% de peso por volumen de alcohol polivinílico, (iii) una solución que comprende aproximadamente el 5% peso por volumen de alcohol polivinílico, (iv) una solución que comprende aproximadamente el 1 % peso por volumen de alcohol polivinílico y aproximadamente el 5% de peso por volumen de trehalosa, (v) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivinílíco y aproximadamente el 5% peso por volumen de validamicina, y (vi) una solución que comprende aproximadamente el 1 % peso por volumen de alcohol polivinílico, aproximadamente el 5% peso por volumen de trehalosa y aproximadamente el 5% de peso por volumen de validamicina. En otras modalidades adicionales, la matriz se seca a partir de una solución que es seleccionada de (i) una solución que comprende desde aproximadamente el 1 % peso por volumen hasta aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polivinílíco y aproximadamente el 5% de peso por volumen de un inhibidor de trehalasa, (ii) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivínílico y aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 10% de peso por volumen de un inhibidor de trehalasa, y (iii) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivinílico, aproximadamente el 5% peso por volumen de trehalosa y aproximadamente el 5% de peso por volumen de un inhibidor de trehalasa. En otra modalidad adicional, el inhibidor de trehalasa se selecciona de suidatrestina, validamicina A, validoxilamina A, MDL 26537, trehazolína, salbostatina y casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido. En otras determinadas modalidades, el material de matriz comprende por lo menos un material seleccionado de polietilenglicol, agarosa, poli-N-vinilacetamída, carboximetilcelulosa, 2-hidroxietilcelulosa, poli(2-etil-2-oxazolina); polivinilpirrolidona, poli(4-vinilpiridína), óxido de polifenileno, acrilamida reticulada, polimetacrilato, nanotubos de carbono, poliláctido, copolímero de láctido/glicólido, copolímero de hidroximetacrilato, pectinato de calcio, succinato de acetato de hídroxipropilmetílcelulosa, proteoglicano de sulfato de heparina, ácido hialurónico, ácido glucurónico, tombospondin-1 de dominio de enlace de heparina de terminal N, fibronectina, un conjugado modificador polimérico soluble en péptido/agua y colágeno. En otras modalidades adicionales, por lo menos un estabilizador que está presente comprende un inhibidor de trehalasa. En todavía una modalidad adicional, el inhibidor de trehalasa comprende validamicina, y en otras modalidades adicionales el inhibidor de trehalasa es seleccionado de suidatrestina, validamicina A, validoxílamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina y casuarina-6-O-a-D-glucopiranosido. En otras modalidades adicionales, la muestra biológica comprende por lo menos uno de: (i) una biomolécula aislada que es seleccionada de ADN, ARN, una proteína, un polipéptido, un lípido, un gliconconjugado, un oligosacárido y un polisacárido, y (ii) un material biológico que es seleccionado de una célula de mamífero, una bacteria, una célula de levadura, un virus, una vacuna, sangre, orina, un fluido biológico, y una muestra bucal. En otra modalidad de la presente invención se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, que comprende (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente, dicho material de matriz comprende alcohol polivinílico; y (b) un primer estabilizador, el cual comprende trehalosa; y (c) un segundo estabilizador el cual comprende validamicina A. En otras modalidades adicionales, la matriz comprende un regulador que tiene la capacidad de mantener un pH deseado, cuyo regulador en determinadas modalidades todavía adicionales comprende un compuesto que es seleccionado de Tris, citrato, acetato, fosfato, borato, HEPES, MES, MOPS, PIPES, carbonato y bicarbonato. En otras modalidades adicionales de la invención descrita en la presente, el inhibidor biológico o inhibidor bioquímico es seleccionado de validamícina A, TL-3, ortovanadato de sodio, fluoruro de sodio, N-a-tosil-Phe-clorometilcetona, N-a-tosíl-Lys-clorometilcetona, aprotinina, fluoruro de fenílmetilsulfonilo, fosfato de diisopropilfluoro, un de inhibidor de cinasa, un inhibidor de fosfatasa, un inhibidor de caspasa, un inhibidor de granzima, un inhibidor de adhesión celular, un inhibidor de división celular, un inhibidor de ciclo celular, un inhibidor de señalización de lípido y un inhibidor de proteasa, o de un agente de reducción, un agente de alquilación, o un agente antimícrobiano. En determinadas otras modalidades, el material de matriz comprende por lo menos un material seleccionado de hidroxiectoína y poliestireno. En otras modalidades adicionales, la matriz comprende por lo menos un indicador que se puede detectar, el cual en determinadas modalidades todavía adicionales comprende un indicador colorimétrico, y en otras modalidades todavía adicionales comprende uno o una pluralidad de compuestos de etiqueta GCMS. En otras modalidades adicionales determinadas, el indicador que se puede detectar es seleccionado de un indicador fosforescente, un indicador radiométrico, un tinte, una enzima, un sustrato de una enzima, una molécula de transferencia de energía y una etiqueta de afinidad. En otras modalidades adicionales, el indicador que se puede detectar tiene la capacidad de indicar en forma que se puede detectar la presencia de por lo menos uno de una amina, un alcohol, un aldehido, agua, un tiol, un sulfuro, un nitrito, avidina, biotina, una inmunoglobulina, un olígosacárido, un ácido nucleico, un polipéptido, una enzima, una proteína cítoesqueletal, una especie de oxígeno reactivo, un ion metálico, pH, Na+, K\ CI", un cianuro, un fosfato y selenio. En otras modalidades adicionales determinadas, el indicador que se puede detectar es seleccionado de rojo fenólico, bromuro de etidio, una polimerasa de ADN, una endonucleasa de restricción, un cloruro de cobalto, un tinte de Reichardt y un sustrato de proteasa fluorogénico. De acuerdo con determinadas modalidades descritas en la presente de la presente invención, el material de matriz tiene la capacidad de almacenamiento en seco de la muestra biológica sin refrigeración. Volviendo a otra modalidad de la presente invención, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, que comprende (a) por lo menos un material de matriz que comprende un polímero que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador, en donde (I) el material de matriz de (a) no se ensamble por sí mismo en forma covalente y tiene la estructura; -[-X-]n-, en donde, X es -CH3, -CH2-, -CH2CH(OH)-, -CH2CH(OH)- substituido, -CH2CH(COOH)-, -CH2CH(COOH)- substituido, -CH=CH2, -CH=CH-, alquilo de C C24 o alquilo substituido, alquenilo de C2.24 o alquenilo substituido, polioxietileno, polioxípropileno o un copolímero aleatorio o de bloque del mismo; y en donde n es un entero que tiene un valor de aproximadamente 1-100, 101 -500, 501-1000, 1001 -1500 o 1501 -3000; y en donde (II) el estabilizador no está enlazado en forma covalente al polímero y comprende trehalosa, un inhibidor de trehalasa o un compuesto que comprende una estructura que es seleccionada del grupo que consiste de las fórmulas (i)-(xv): t t t en donde R es seleccionada de -H, -OH, -CH2OH, -NHAc y -Oac. En determinadas modalidades adicionales, el polímero tiene la capacidad del ensamble por sí mismo no covalente formando uno o una pluralidad de enlaces de hidrógeno. En determinadas otras modalidades, el polímero tiene la capacidad de formar por lo menos un enlace de hidrógeno con por lo menos un estabilizador. En determinadas otras modalidades, el polímero tiene la capacidad de formar por lo menos un enlace de hidrógeno con por lo menos uno de una molécula de ácido nucleico y un polipéptido. En determinadas otras modalidades, el polímero es seleccionado de alcohol polivinílico, carboximetilcelulosa, 2-hidroxíetilcelulosa, poli(2-etil-2-oxazolína) y polivinilpirrolidona. En otras determinadas modalidades, el estabilizador es seleccionado de D-(+)-rafinosa, ß-gentiobíosa, trehalosa, ectoína, mio-inositol, hidroxiectoína, D-gluconato de magnesio, hidrato de sal de hemicalcio de ácido 2-ceto-D-glucónico, D(+)-melezitosa y monohidrato de lactobionato de calcio. En otras modalidades, la presente invención provee un método para almacenar una muestra biológica, que comprende poner en contacto una muestra biológica con una matriz para un almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (ii) por lo menos un estabilizador en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde, si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa presente como un segundo estabilizador y de esta manera, se almacena dicha muestra biológica. En determinadas modalidades el método comprende mantener la matriz sin refrigeración subsiguiente al paso de contacto. En otra modalidad, se provee un método para almacenamiento de una muestra biológica que comprende: (a) poner en contacto una muestra biológica con una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (ii) por lo menos un estabilizador en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde, si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa presente como un segundo estabilizador; y (b) secar la matriz, y de esta manera almacenar dicha muestra biológica. Determinadas modalidades adicionales comprenden mantener la matriz sin refrigeración subsiguiente a los pasos de contacto y secado. En determinadas modalidades todavía adicionales, la actividad biológica de la muestra subsiguiente al paso de mantenimiento es substancialmente la misma que la actividad biológica de la muestra antes del paso de contacto. En determinadas todavía otras modalidades adicionales, la degradación de la muestra biológica se disminuye en relación con la degradación de una muestra biológica de control mantenida sin refrigeración en la ausencia de un material de matriz. En determinadas otras modalidades adicionales, el paso de contacto comprende disolver o disociar en forma simultánea el material de matriz en un solvente. En determinadas otras modalidades relacionadas, el paso de contacto es precedido por la disolución o disociación del material de matriz en un solvente. En determinadas otras modalidades relacionadas, el paso de contacto es seguido por la disolución o disociación del material de matriz en un solvente. En otras modalidades se provee un método para preparar un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende (a) administrar una matriz a uno o una pluralidad de depósitos de muestra de un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas en donde (1 ) dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) una tapa; y (ii) una placa de muestras que comprende una o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener una muestra biológica, y en donde (2) la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (ii) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltítol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde, si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa presente como un segundo estabilizador; y (b) secar uno o más de los depósitos de muestras, y de esta manera preparar el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas. En determinadas modalidades adicionales, el paso de administración comprende administrar una solución líquida o una suspensión líquida que contiene el material de matriz y el solvente. En determinadas otras modalidades relacionadas, por lo menos un depósito comprende por lo menos un indicador que se puede detectar, el cual en determinadas modalidades adicionales comprende un indicador colorimétrico y el cual en otras determinadas modalidades adicionales comprende uno o una pluralidad de compuestos de etiqueta GCMS. En determinadas otras modalidades, el indicador que se puede detectar es seleccionado de un indicador fluorescente, un indicador luminiscente, un indicador fosforescente, un indicador radiométríco, un tinte, una enzima, un sustrato de una enzima, una molécula de transferencia de energía, o una etiqueta de afinidad y en otras modalidades adicionales determinadas, el indicador que se puede detectar tiene la capacidad de indicar en forma que se puede detectar la presencia de por lo menos uno de una amina, un alcohol, un aldehido, agua, un tiol, un sulfuro, un nitrito, avidina, biotina, una inmunoglobulina, un oligosacárido, un ácido nucleico, un polipéptido, una enzima, una proteína citoesqueletal, una especie de oxígeno reactivo, un ion metálico, pH, Na\ K+, CI", un cianuro, un fosfato y selenio. En otras modalidades determinadas, el indicador que se puede detectar es seleccionado de de rojo fenólico, bromuro de etidio, una polimerasa de ADN, una endonucleasa de restricción, un cloruro de cobalto, un tinte de Reichardt y un sustrato de proteasa fluorogénico. En otras modalidades determinadas, por lo menos un depósito comprende por lo menos un estabilizador que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico. En otra modalidad, se provee un método para recuperar una muestra biológica almacenada, que comprende (a) poner en contacto, en forma simultánea o secuencial y en cualquier orden en un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, una o una pluralidad de muestras biológicas con un material de matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, en donde (1 ) dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) una tapa, y (ii) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener la muestra biológica, en donde uno o más de dichos depósitos comprende la matriz, y en donde (2) la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente y (¡i) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde, sí el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente un inhibidor de trehalasa presente como un segundo estabilizador; (b) secar uno o más de los depósitos de muestras; (c) mantener el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas sin refrigeración subsiguiente a los pasos de contacto y secado; y (d) suspender nuevamente o disolver nuevamente la muestra biológica en un segundo solvente, y a partir de ahí, recuperar la muestra biológica almacenada. En determinadas modalidades adicionales la actividad biológica de la muestra subsiguiente al paso de mantenimiento es substancialmente la misma que la actividad biológica de la muestra antes del paso de contacto. En determinadas otras modalidades adicionales el segundo solvente es seleccionado de (i) un solvente que es el mismo que el primer solvente y (ii) un solvente que es diferente del primer solvente. En determinadas modalidades relacionadas, por lo menos uno del primer solvente y el segundo solvente es un regulador de actividad. En otra modalidad, se provee una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende (a) un matepal de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; (b) por lo menos un estabilizador; y (c) una composición de tratamiento de muestras. En una modalidad adicional, la composición para tratamiento de muestras comprende una composición que es seleccionada a partir de un regulador de actividad, un regulador de lisis celular, un agente para atrapar radicales libres, un desnaturalizante de muestras y un agente neutralizante de patógenos. En otras modalidades, la presente invención provee un sistema para el procesamiento de datos con respecto al almacenamiento, organización, rastreo, recuperación y análisis de muestras biológicas, el sistema incluye un dispositivo de muestras biológicas, un sistema implementado por computadora para recibir, almacenar, procesar y comunicar dato con respecto al dispositivo de muestras; y una interfase de radio frecuencia entre el dispositivo de muestras y el sistema implementado por computadora para proveer un enlace de comunicaciones entre el sistema implementado por computadora y el dispositivo de muestras. De acuerdo con las diversas modalidades de la presente invención, se provee lo siguiente: un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende: (a) una tapa; (b) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tiene la capacidad de contener una muestra biológica en donde uno o más de dichos depósitos comprende un material de matriz; y (c) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia. Un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas relacionado, en donde el material de matriz se disuelve o disocia en un solvente o el cual comprende un medio de cierre para cerrar la tapa sobre la placa de muestras, opcionalmente en donde los medios de cierre comprenden un cierre magnético. Un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas relacionado, el cual comprende una junta de cierre hermética, o comprende una unta de cierre hermética alrededor de cada depósito o comprende un cierre magnético y una junta de cierre hermética alrededor de cada depósito. En determinadas modalidades se provee un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas relacionado en donde el material de matriz tiene la capacidad de almacenamiento en seco de la muestra sin refrigeración.
En otras modalidades, la presente invención provee un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende (a) una tapa; (b) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tiene la capacidad de contener una muestra biológica, en donde uno o más de dichos depósitos comprende un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (c) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia. En determinadas modalidades adicionales del dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas descrito anteriormente, por lo menos un depósito comprende un indicador que se puede detectar, el cual en determinadas modalidades adicionales, comprende un indicador colorimétrico, y el cual, en otras modalidades adicionales es un indicador fluorescente, un indicador luminiscente, un indicador fosforescente, un indicador radiométrico, un tinte, una enzima, un sustrato de una enzima, una molécula de transferencia de energía o una etiqueta de afinidad. En otras modalidades adicionales, el indicador que se puede detectar tiene la capacidad de indicar en forma que se puede detectar la presencia de por lo menos uno de una amina, un alcohol, un aldehido, agua, un tiol, un sulfuro, un nitrito, avidina, biotina, una inmunoglobulina, un oligosacárido, un ácido nucleico, un polipéptido, una enzima, una proteína citoesqueletal, una especie de oxígeno reactivo, un ion metálico, pH, Na+, K+, CI", un cianuro, un fosfato y selenio. En otras modalidades adicionales determinadas, el indicador que se puede detectar es seleccionado de rojo fenólico, bromuro de etidio, una polimerasa de ADN, una endonucleasa de restricción, un cloruro de cobalto, un tinte de Reichardt y un sustrato de proteasa fluorogénico. De acuerdo con otras modalidades determinadas relacionadas, el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende por lo menos un depósito que comprende por lo menos un inhibidor que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico el cual puede ser validamicina A, TL-3, ortovanadato de sodio, fluoruro de sodio, N-a-tosil-Phe-clorometilcetona, N-a-tosil-Lys-clorometilcetona, aprotinina, fluoruro de fenilmetilsulfonilo, fosfato de diisopropilfluoro, un de inhibidor de cinasa, un inhibidor de fosfatasa, un inhibidor de caspasa, un inhibidor de granzima, un inhibidor de adhesión celular, un inhibidor de división celular, un inhibidor de ciclo celular, un inhibidor de señalización de lípido y un inhibidor de proteasa, un agente de reducción, un agente de alquilación, o un agente antimicrobiano. En determinadas modalidades, el material de matriz tiene la capacidad de almacenamiento en seco de la muestra sin refrigeración, en ciertas modalidades, el material de matriz comprende por lo menos un material seleccionado de polietilenglicol, agarosa, polímero-N-vinilacetamida, polivinilpirrolidona, pol¡(4-vinilpiridina), óxido de polifenileno, acrilamída reticulada, polímetacrilato, nanotubos de carbono, poliláctido, copolímero de láctido/glicólido, copolimero de hidroximetacrilato, pectinato de calcio, succinato de acetato de hidroxipropilmetilcelulosa, proteoglicano de sulfato de heparina, ácido hialurónico, ácido glucurónico, trombospondin-1 de dominio de enlace de heparina de terminal N, fibronectina, un conjugado modificador políméríco soluble en péptido/agua, colágeno, hidroxiectoína, poliestireno o trehalosa. En otra modalidad, la presente invención provee un equipo que comprende: (I) un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende (a) una tapa; (b) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener una muestra biológica, en donde uno o más de dichos depósitos comprende un material de matriz; y (c) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radío frecuencia; y (II) uno o más reactivos auxiliares. En determinadas otras modalidades, el material de matriz se disuelve o disocia en un solvente. Volviendo a otra modalidad de la presente invención, se provee un método para almacenar una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende poner en contacto una o una pluralidad de muestras biológicas con un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) una tapa; (ii) una placa de muestras que comprende una o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener una muestra biológica, y en donde uno o más de dichos depósitos comprende un material de matriz, y (iii) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia, y de este modo almacenar dichas muestras biológicas, el método en terminadas modalidades adicionales comprende mantener el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas sin refrigeración subsiguiente al paso de contacto. Otra modalidad de la presente invención provee un método para almacenar una o una pluralidad de muestra biológicas, que comprende (a) poner en contacto una o una pluralidad de muestras biológicas con un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) unta tapa, (ii) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener una muestra biológica, en donde uno o más de dichos depósitos comprende un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente, y (iii) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia; y (b) secar uno o más de los depósitos de muestras y de esta manera almacenar dichas muestras biológicas, el método en algunas modalidades adicionales comprende mantener el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas sin refrigeración subsiguiente a los pasos de contacto y secado, en donde en determinadas modalidades adicionales, la actividad biológica de la muestra subsiguientes al paso de mantenimiento, substancialmente es la misma que la actividad biológica de la muestran antes del paso de contacto, y en donde en determinadas otras modalidades adicionales la degradación de la muestra biológica es disminuida en relación con la degradación de una muestra biológica de control mantenida sin refrigeración en la ausencia de un material de matriz. En determinadas modalidades relacionadas, el paso de contacto comprende disolver o disociar en forma simultánea el material de matriz en un solvente, mientras que en otras modalidades relacionadas determinadas el paso de contacto es precedido por la disolución o disociación del material de matriz en un solvente, mientras que en otras modalidades relacionadas, el paso de contacto es seguido por la disolución o disociación del material de matriz en un solvente. En otra modalidad, la presente invención provee un método para preparar un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende (a) administrar un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente para uno o una pluralidad de depósitos de muestras de un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, en donde dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) una tapa, (ií) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener una muestra biológica, y (iíi) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia; y (b) secar el uno o más depósitos de muestras, y de esta manera preparar el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas. En determinadas modalidades adicionales, el paso de administración comprenden administrar una solución líquida o una suspensión líquida que contiene el material de matriz y el solvente, mientras que en otras modalidades adicionales, por lo menos un depósito comprende por lo menos un indicador que se puede detectar, mientras que en otras modalidades adicionales, por lo menos un depósito comprende por lo menos un inhibidor que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico.
En otra modalidad se provee un método para recuperar una muestra biológica almacenada, que comprende (a) poner en contacto, en forma simultánea o secuencial y en cualquier orden un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, una o una pluralidad de muestras biológicas con un material de matriz, dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) una tapa, (ii) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener la muestra biológica, en donde uno o más de dichos depósitos comprende el material de matriz y en donde el material de matriz se disuelve o disocia en un primer solvente, y (iíi) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia; (b) secar uno o más de los depósitos de muestras; (c) mantener el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas sin refrigeración subsiguiente a los pasos de contacto y secado; y (d) suspender nuevamente o disolver nuevamente la muestra biológica en un segundo solvente, y a partir de ahí, recuperar la muestra biológica almacenada, en donde en una modalidad adicional determinada, la actividad biológica de la muestra subsiguiente al paso de mantenimiento es substancialmente la misma que la actividad biológica de la muestra antes del paso de contacto, mientras que en una modalidad adicional diferente, el segundo solvente es seleccionado de (i) un solvente que es el mismo que el primer solvente y (ii) un solvente que es diferente del primer solvente. En una modalidad relacionada, por lo menos uno del primer y el segundo solvente es un regulador de actividad.
En otra modalidad, la presente invención provee un sistema para procesamiento de datos con respecto al almacenamiento, organización, rastreo, recuperación y análisis de muestras biológicas, comprendiendo el sistema: un dispositivo de muestras biológicas; un sistema implementado por computadora para recibir y transmitir datos correspondientes al dispositivo de muestra; y una interfase de radío frecuencia entre el dispositivo de muestras y el sistema implementado por computadora para proveer un enlace de comunicaciones entre el sistema implementado por computadora y el dispositivo de muestras. En una modalidad adicional, el sistema implementado por computadora comprende una estructura de datos para mantener los datos correspondientes al almacenamiento, organización, rastreo, recuperación y análisis de muestras biológicas asociados con el dispositivo de muestras. En una modalidad relacionada, la interfase de radio frecuencia comprende un interrogador de radio frecuencia acoplado al sistema implementado por computadora y por lo menos un dispositivo repetidor de satélite asociado con el dispositivo de muestras para la comunicación de radío frecuencia con el interrogador. En otra modalidad se provee un método para el procesamiento de datos que corresponden al almacenamiento, organización, rastreo, recuperación y análisis de muestras biológicas, comprendiendo el método: proveer un dispositivo de muestras para almacenar una o más muestras biológicas; proveer un sistema implementado por computadora para recibir, almacenar y transmitir datos correspondientes al dispositivo de muestras o la muestra biológica o ambos; proveer una interfase de comunicaciones de radio frecuencia entre el dispositivo de muestras y el sistema implementado por computadora. En una modalidad adicional, el método comprende generar señales de control a partir del sistema implementado por computadora para provocar que la interfase de radio frecuencia recupere los datos del dispositivo de muestras, y en una modalidad adicional diferente, el método comprende generar señales de control mediante el sistema implementado por computadora para transmitir los datos al dispositivo de muestras por medio de la interfase de radio frecuencia. De acuerdo con otra modalidad, la presente invención provee un sistema para procesar datos que corresponden al almacenamiento, organización, rastreo, recuperación y análisis de muestras biológicas, el sistema comprende un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, dicho dispositivo de almacenamiento comprende una tapa; una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tiene la capacidad de contener una muestra biológica; y por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia; un sistema ¡mplementado por computadora para recibir y transmitir datos con respecto al dispositivo de almacenamiento de muestras; y una interfase de radio frecuencia entre el dispositivo de muestras y el sistema ¡mplementado por computadora para proveer un enlace de comunicaciones entre el sistema ¡mplementado por computadora y el dispositivo de muestras. En determinadas modalidades adicionales, el sistema implementado por computadora comprende una arquitectura de 3 niveles que tiene un buscador de red mundial, un programa de servidor de red mundial y un servidor de base de datos, y una aplicación del lado del cliente que controla la operación de la interfase de radio frecuencia, y todavía en determinadas modalidades adicionales, el sistema comprende una interfase USB entre el buscador de red mundial y un lector RFID. En otra modalidad relacionada, el sistema implementado por computadora comprende una arquitectura de 2 niveles que tienen un programa macro de Excel en un lado del cliente y un servidor de base de datos. En otra modalidad relacionada, el sistema implementado por computadora comprende una arquitectura de 2 niveles que tiene una aplicación de cliente independiente y un servidor de base de datos en comunicación con la aplicación del cliente. En determinadas modalidades adicionales la aplicación del cliente es una aplicación compilada. En otra modalidad, la presente invención provee un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende (a) una tapa; (b) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tienen la capacidad de contener una muestra biológica; y (c) por lo menos un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia. En una modalidad adicional, el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende medios de cierre para cerrar la tapa sobre la placa de muestras, y en determinadas modalidades adicionales, el medio de cierre comprende un cierre magnético. En otra modalidad, el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende una junta de cierre hermética, y en otra modalidad, el dispositivo de almacenamiento comprende una junta de cierre hermética alrededor de cada depósito. En otra modalidad, el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende un cierre magnético y una junta de cierre hermética alrededor de cada depósito. Estos y otros aspectos de la presente invención serán evidentes a partir de las referencias a la siguiente descripción detallada y los dibujos anexos. Todas las referencias descritas en la presente descripción están incorporadas en la presente como referencia en su totalidad como si cada una fuera incorporada de manera individual.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 , es un diagrama esquemático de una placa de muestras para almacenamiento en seco de materiales biológicos. La Figura 2, es un diagrama esquemático de la unidad de presión de aire y sus módulos de interbioqueo. La Figura 3, es un diagrama esquemático de los canales de aire de la unidad de presión de aire. La Figura 4, es un diagrama esquemático de la unidad de presión de aire y su válvula de regulación de aire. La Figura 5, es un diagrama esquemático de un dispositivo PCR portátil para proveer reactivos para una placa de muestras.
La Figura 6, es un diagrama esquemático de una manga de transportación. La Figura 7, es un diagrama esquemático del estante apilado. La Figura 8, es un diagrama esquemático de la placa de depósitos de tira de almacenamiento de muestras. La Figura 9, es un diagrama esquemático de un sistema de comunicación de radio frecuencia conocido. La Figura 10, es un diagrama esquemático de un sistema formado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 11 , es un diagrama de bloque de una arquitectura del sistema implementado por computadora formado de acuerdo con otro aspecto de la presente invención. La Figura 12, muestra una arquitectura del sistema implementado por computadora de acuerdo con determinadas modalidades de la presente invención. La Figura 13, muestra una arquitectura del sistema implementado por computadora de acuerdo con determinadas modalidades de la presente invención. La Figura 14, muestra un gel con productos PCR de polímerasa de Deep Vent™. La polimerasa de Deep Vent™ fue almacenada a temperatura ambiente (D) y se hidrató ya sea a los 60 minutos (D 60') o a los minutos (D 5') en la presencia de un regulador de reacción, plantilla, dNTPSs y cebadores. Una polimerasa Deep Vent™ almacenada congelada (F) se utilizó como un control. La flecha indica el producto PCR del tamaño esperado. La Figura 15A la longitud de lectura (número de bases) para los productos de reacción PCR amplificada utilizando la enzima Big Dye™ almacenada congelada, y almacenada seca en una matriz que se puede disolver a temperatura ambiente; y la figura 15B muestra los resultados del ciclo de formación de secuencias. La Figura 16, muestra la cinética de proteasa de VIH después de almacenamiento en seco en una matriz que se puede disolver. La Figura 17, muestra la actividad de proteasa VIF después del almacenamiento en seco en una matriz que se puede disolver. La Figura 18, muestra la actividad de proteasa VIH después del almacenamiento en seco. La Figura 19, muestra el índice de transformación de E. coli después del almacenamiento en seco en una matriz que se puede disolver.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida en determinadas modalidades, como las que se describen a la presente a composiciones y métodos para el almacenamiento en substancialmente en seco de una muestra biológica, con base en el sorprendente descubrimiento de que en la presencia de determinados materiales de matriz que se disuelven o disocian en un solvente y uno o más estabilizadores, una muestra biológica puede secarse y almacenarse a temperatura ambiente durante períodos de tiempo extendidos, tales como a partir de una restauración subsiguientes de las condiciones del solvente, substancialmente toda la actividad biológica de la muestra se puede recuperar. Como se describe en la presente, determinadas modalidades se relacionan en parte con las ventajas inesperadas provistas por la selección de materiales de matriz que se disuelven o disocian en un solvente biocompatible (por ejemplo, un solvente, el cual es compatible con la preservación de la estructura y/o actividad de una muestra biológica), y en parte con las ventajas inesperadas provistas por la selección de un estabilizador, tal como un inhibidor de trehalasa que tiene actividad antimícrobiana. Estas y las modalidades relacionada permiten el almacenamiento eficiente, conveniente y económico de una variedad amplía de muestras biológicas que incluye polinucléotidos, enzimas y otras proteínas, y células, sin refrigeración o almacenamiento congelado. Las muestras se pueden secar sin liofilización (aunque si se desea, se puede emplear liofilización), y después del almacenamiento en seco, las muestras se pueden utilizar inmediatamente a partir de la reconstitución del solvente sin la necesidad de separar la muestra del material de matriz, el cual se disuelve o se disocia en el solvente y no interfiere con la actividad biológica de la muestra. Las modalidades de la invención ofrecen recuperaciones ventajosamente superiores de las muestras biológicas almacenadas, incluyendo la detección mejorada de sensibilidad para interrogar a las muestras que contienen cantidades diminutas de las biomoléculas de interés, y puede encontrar uso en los contextos clínico, para el cuidado de la salud y diagnóstico, en la investigación biomédica, la investigación biológica y la ciencia forense, y en productos biológicos y otros entornos en donde puede ser deseable el almacenamiento y administración de muestras para las ciencias de la vida. Determinadas modalidades de la presente invención se relacionan de este modo con un sistema y método de componentes múltiples para el aislamiento, purificación, preservación, almacenamiento, recuperación, coincidencia de datos, monitoreo y/o análisis de muestras biológicas y materiales biológicos, minerales y químicos como los que se describen en la presente invención. La presente invención puede ser utilizada para almacenamiento de muestras en seco y para almacenamiento a temperatura ambiente, y también puede tener uso en el almacenamiento de diversos materiales biológicos y muestras biológicas, tales como, pero sin limitarse a ADN, ARN, sangre, orina, otros fluidos biológicos (por ejemplo, suero, fluidos serosos, plasma, linfa, fluido cerebroespinal, saliva, secreciones mucosas del tejidos y órganos secretores, secreciones vaginales, fluidos asertes, fluidos pleurales, circuncardíal, peritoneal, abdominal y otras cavidades corporales, medio de cultivo celular y orgánico que incluye medio acondicionado celular u orgánico, fluidos de lavado y similares etc.), muestras bucales, bacterias, virus, productos PCR, ADN clonado, ADN genómico, oligonucléotidos, ADN plásmido, mARN, tARN, siARN, miARN, hnARN, cADN, proteínas, polipéptídos, lípidos, glicoconjugados (por ejemplo, glicolípidos, glicoproteínas), oligosacáridos, polisacáridos, vacunas (por ejemplo, naturales o sintéticas, vivas o atenuadas en el caso de partículas biológicas intactas, tales como vacunas virales o de otros microbios, o extractos de materiales naturales, sintéticos o artificiales que incluyen productos de ingeniería genética), células y tejidos, lisados de células o tejidos, homogenatos o extractos de células o tejidos y los similares u otras muestras biológicas. Las muestras biológicas pueden por consiguiente incluir también una muestra de sangre, espécimen de biopsia, explante de tejido, cultivo de órgano, fluido biológico o cualquier otra preparación celular o de tejido, o fracción o derivado de los mismos o aislado a partir de los mismos, desde un sujeto o una fuente biológica. El sujeto o fuente biológica puede ser un humano o animal no humano, incluyendo mamíferos y no mamíferos, vertebrados e invertebrados, y también puede ser cualquier otro organismo multicelular o unicelular tal como un organismo eucariótico (incluyendo plantas) o procariótico o Archaea, un cultivo celular primario o línea de cultivo celular adaptado que incluye, aunque no está limitado a las líneas celulares diseñadas genéticamente que pueden contener secuencias de ácido nucleico recombinante integradas en forma cromosomática o epísomal, las líneas celulares inmortalizadas o que se pueden inmortalizar, líneas celulares híbridas de célula somática, líneas celulares que se pueden diferenciar o claramente diferenciadas, líneas celulares transformadas y similares.
Determinadas modalidades se refieren a una muestra biológica que puede comprender una biomolécula aislada, en donde el término "aislada" significa que el material es removido de su ambiente original (por ejemplo, el ambiente natural si está ocurriendo de manera natural). Por ejemplo, un ácido nucleico o polipéptido de ocurrencia natural presente en una célula intacta o un animal vivo no aislada, aunque el mismo ácido nucleico o polipéptido, separados de algunos o todos los materiales co-existentes en el sistema natural, se aisla. Dichos ácidos nucleicos podrían ser parte de un vector y/o dichos ácidos nucleicos o polipéptidos podrían ser parte de una composición, y todavía ser aislados de tal manera que el vector o composición no es parte de este ambiente natural. En determinadas modalidades, la presente invención de esta manera se refiere al almacenamiento de material biológico, bioquímico y químico a largo plazo, bajo condiciones en seco, y en una manera disponible para usarlo inmediatamente después de la hidratacíón (por ejemplo, a partir rehidratación). Como se describe en la presente invención, se proveen modalidades las cuales incluyen: a) la matriz de almacenamiento disoluble (o que se puede disociar) específica, b) la preparación y optimización de la matriz de almacenamiento con químicos que aumentan la durabilidad de las condiciones de almacenamiento a largo plazo, que incluyen en determinadas modalidades, por ejemplo, el uso de un estabilizador, el cual puede ser un inhibidor biológico o bioquímico, por ejemplo, un estabilizador tal como trehalasa que tiene actividad antimicrobiana, c) la preparación de materiales biológicos diferentes previa al procedimiento de secado que permiten la actividad inmediata y la facilidad de uso de los materiales después de la hidratación, y d) el procedimiento de simplificar el complejo procedimiento bioquímico a través del uso de materiales biológicamente activos almacenados en seco. Estas y las modalidades relacionadas, de esta manera proporcionan sorprendentes ventajas asociadas con el almacenamiento en seco sin refrigerar de los materiales biológicos, que incluyen la estabilización mejorada y preservación de la actividad biológica en muestras biológicas, la degradación reducida de muestras biológicas durante el almacenaje a temperatura ambiente en forma seca (y en particular a través del uso de la matriz protectora), y la simplificación del procedimiento para preparar muestras biológicas para su uso posterior medíante la reducción o eliminación de la necesidad de re-calibración y formación de alícuotas de dichas muestras, que requieren mucho tiempo. Las modalidades de la presente invención como se describen en la presente proveen adicionalmente recuperaciones de muestras biológicas inesperadamente superiores reduciendo o eliminando los factores que de otra manera reducen las producciones de recuperación de muestras, tales como la desnaturalización de muestras indeseable y/o la pérdida de muestras debido a la absorción de la muestra sobre la superficie del contenedor de muestras. De acuerdo con determinadas modalidades, la invención permite la purificación y determinación de tamaño en fracciones ADN, ARN, proteínas y otras biomoléculas, células, componentes celulares y otros materiales biológicos, minerales, químicos o composiciones derivadas de una muestra biológica u otra muestra relacionada con las ciencias de la vida. Por consiguiente, en determinadas modalidades de permite fácilmente, por ejemplo, el uso de uno o una pluralidad de materiales biológicos y/o muestras biológicas en el desempeño de los procedimientos de biología molecular, que incluyen aunque no se limitan a reacción de cadena de polimerasa o PCR (que incluye RT-PCR), formación de secuencias biopolímero (por ejemplo, polínucleótido, polipéptido, oligosacárido u otros biopolímeros) extensión de cebador olígonucleótido, determinación de constitución genética (por ejemplo, determinación de constitución genética de ADN) y el mapeo de restricción unificada en uno, integrada y la plataforma fácil de utilizar. La invención también permite fácilmente, por ejemplo y en determinadas modalidades, el uso de una o una pluralidad de muestras biológicas y/o materiales biológicos para el desempeño de la cristalografía de la proteína. En otras modalidades se provee una plataforma para de uso, detección o prueba (que incluye aplicaciones diagnósticas) de un anticuerpo o molécula pequeña (ya sea de ocurrencia natural o artificial) u otra molécula biológica, (por ejemplo, una biomolécula) por ejemplo, una proteína, polipéptido, péptido, aminoácido o derivado de los mismos; un lípido, ácido graso o similar, o derivados de los mismos; un carbohidrato, sacárido o similar o derivado del mismo, un ácido nucleico, nucleótido, nucleósido, purína, pirimidina o molécula relacionada, o derivada de la misma, o similar; u otra molécula biológica que está constituida de una muestra biológica.
Dispositivo de almacenamiento de una muestra biológica Las composiciones y métodos descritos en la presente se relacionando con un almacenamiento seco y/o substancialmente seco de una muestra biológica, y puede incluir el uso de cualquier contenedor adecuado, que incluye, por ejemplo, un dispositivo de almacenamiento en seco. El dispositivo de almacenamiento en seco es una aplicación del dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas como el que se describe en la presente, el cual contiene un material de matriz para utilizar como una matriz de almacenamiento en seco que se disuelve o disocia en un solvente como el que se describe en la presente, para un almacenamiento a largo plazo de una muestra biológica o un matepal biológico, tal como, aunque sin limitarse a sangre, bacterias, células, virus, compuestos químicos (ya sea de ocurrencia natural o producida artificialmente) ADN de plásmido, fragmentos de ADN, oligonucleótídos, péptidos, sustratos fluorogénicos, ADN genómico, productos PCR, ADN clonado, proteínas, ARN, vacunas, minerales y químicos y otras muestras biológicas como las que se describen en la presente. Estas y las modalidades relacionadas se derivan de la observación sorprendente de que el almacenamiento en seco estable a largo plazo de las muestras biológicas o materiales biológicas puede ser realizada sin refrigeración cuando dichas muestras o materiales son cargados sobre un material de matriz adecuado, tales como aquellos descritos en la presente, que incluyen un material de matriz que se puede disolver (o disociar). De acuerdo con una teoría no limitante, los materiales biológicos presentes en una muestra biológica pueden interactuar con el material de matriz mediante absorción, adsorción, enlace específico o no específico u otro mecanismo de adhesión, que incluye a aquellos que involucran la formación de enlaces químicos no covalentes y/o covalentes y/o interacciones asociativas intermoleculares, tales como interacciones hidrófobas y/o hidrófilas, formación de enlace de hidrógeno, interacciones electrostáticas, y las similares, por consiguiente, la presente invención provee dispositivos para almacenamiento en seco a largo plazo de muestras biológicas a temperaturas ambiente interiores comunes (por ejemplo, normalmente una temperatura de 20 a 27°C, aunque varían como una función de la geografía, estación y planta física desde aproximadamente 15 hasta 19° o desde aproximadamente 18 a 23°C hasta aproximadamente de 22 a 29°C o de aproximadamente 28 a 32°C) para utilizar en los métodos de procesamiento de datos de muestra y los sistemas descritos en la presente Las modalidades preferidas emplean un material de matriz que se puede disolver o un material de matriz que se puede disociar que puede secarse antes, durante o después de ponerse en contacto con la muestra para proveer un almacenamiento en seco Las modalidades preferidas relacionadas, involucran de esta manera el uso de dispositivos de almacenamiento de muestras como los que se describen en la presente que comprenden un material de matriz que tiene la capacidad de almacenamiento en seco de una muestra biológica o un material biológico sin refrigeración, por ejemplo, a temperatura ambiente. En determinadas modalidades relacionadas un paso de secado puede ser realizado para efectuar la carga de la muestra sobre el material de matriz para almacenamiento en seco, por ejemplo, mediante secado por aire, secado a temperatura elevada o mediante la volatización del solvente a través de la exposición del material de matriz cargado con la muestra a una presión atmosférica reducida (por ejemplo, liofilización u otro método de secado al vacío) o a una corriente de flujo moderada de un gas compatible, tal como nitrógeno. Las muestras son almacenadas, preferentemente en seco bajo condiciones que estabilizan la muestra, es decir, una degradación pequeña o que no se puede detectar (por ejemplo, estadísticamente significativa) o una modificación química o física indeseable de la muestra ocurre, de acuerdo con un criterio que variará como un factor de la naturaleza de la muestra que está siendo almacenada y que en cualquier caso será familiar para aquellos expertos en la materia. En otras modalidades, el uso del dispositivo de almacenamiento en seco, los resultados de la carga de muestra en el almacenamiento en seco, por ejemplo, mediante lo cual una muestra liquida es absorbida por, adsorbida a o de otra manera atrapada por el material de matriz, tal como después de la carga ningún líquido libre se puede discernir fácilmente en o sobre, o se desprendió fácilmente de, el material de matriz, el cual se puede secar como se describió.
Determinadas modalidades preferidas proveen composiciones y métodos para almacenar material biológico (por ejemplo, ADN genómico, ADN de plásmido, fragmentos de ADN, ARN, oligonucléotidos, proteínas, péptidos, substancias fluorogénícas, células, virus, compuestos químicos, vacunas, etc.) u otras muestras biológicas como las que se proveen en la presente sobre una matriz comprendida de un material que se disuelve o disocia en un solvente que permite la recuperación completa o la recuperación substancial (por ejemplo, la recuperación de por lo menos el 50 por ciento, preferentemente de por lo menos el 60 por ciento, más preferentemente de por lo menos el 70 por ciento, más preferentemente de por lo menos el 80 por ciento, y normalmente en las modalidades más preferidas de por lo menos el 85 por ciento, más preferentemente de por lo menos el 90, 91 , 92, 93 o 94 por ciento, más preferentemente de por lo menos el 95 por ciento, todavía más preferentemente mayor que el 96, 97, 98 o 99 por ciento) del material de muestra seco después de la hidratación, rehidratación u otra reconstitución de solvente de la muestra. Por ejemplo, una matriz que se puede disolver puede tener la capacidad de ser soluble en un solvente adecuado que se puede seleccionar con base en las propiedades del material de matriz y/o de la muestra dependiendo de la metodología particular empleada y en una forma que permite la recuperación de una o más propiedades estructurales o funcionales deseadas de la muestra (por ejemplo, actividad biológica). De manera similar, como otro ejemplo, el matepal de matriz puede disociarse en un solvente y puede, aunque no necesariamente, volverse totalmente soluble, de tal manera que se puede obtener una dispersión, suspensión, coloide, gel, sabia, pasta, jarabe o los similares. En otras modalidades, un material de matriz puede incluir uno o más componentes tales como, aunque sin limitarse a, un matepal similar a esponja, sílice, polvo de sílice, papel de filtro de sílice, polvo absorbente, algodón, lana, lino, poliéster o papel de filtro, cualquiera de los cuales puede influir las propiedades fisicoquímicas, que incluyen la propiedad de solubilidad, de la matriz de almacenamiento, como será apreciado por aquellos expertos en la materia. En determinadas de estas modalidades y las relacionadas, el primer solvente que se utiliza para introducir el matepal de matriz y/o la muestra biológica al dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas antes del paso de secado para el almacenamiento de la muestra puede ser el mismo que el segundo solvente utilizado que se usa de manera subsiguiente para hidratar, hidratar nuevamente, reconstituir o resuspender la combinación de muestra/matriz seca, y en otras modalidades, el segundo solvente puede ser diferente del primero. El criterio para la selección de un solvente adecuado para disolver o disociar el material de matriz y/o la muestra biológica será conocido para aquellos expertos en la materia con base, por ejemplo, en las propiedades fisicoquímicas del material de matriz particular y la muestra que se está utilizando, y sobre las propiedades estructurales o funcionales (por ejemplo, bio-actividad) que se retienen de manera deseable durante el almacenamiento en seco y la reconstitución subsiguiente, así como también en otros factores (por ejemplo, la compatibilidad con otros materiales del dispositivos de almacenamiento, o el equipo de manejo del líquido, la seguridad, etc.). En determinadas modalidades preferidas, por lo menos un solvente para utilizar en composiciones y métodos descritos en la presente serán acuosos, por ejemplo, un solvente biocompatible tal como un fluido biológico, una solución fisiológica o una solución de regulador biológico acuosa seleccionada para soportar una estructura y/o función biológica de una biomolécula, preservando para esa biomolécula un contexto químico favorable que es conductor para la estructura y/o función. Los ejemplos no limitantes de dichos solventes biocompatíbles incluyen solución salina fisiológica (por ejemplo, de aproximadamente 145 mM de NaCI), solución de Ringer, Solución de sal balanceada de Hank, solución salina regulada de fosfato de Dulbecco, Solución salina balanceada de Erie, y otros reguladores y soluciones y los similares como los conocidos para los expertos en la materia que incluyen a aquellos que contienen aditivos, como pueden desearse para las moléculas de interés particulares. Sin embargo, de acuerdo con otras modalidades, la presente invención no necesita limitarse a eso y se pueden seleccionar otros solventes, por ejemplo, con base en la escala de valor de polaridad/capacidad de polarización del solvente (SPP) utilizando el sistema de Catalán et al (por ejemplo, 1995 Liebigs Ann. 241 ; véase también Catalán, 2001 In: Handbook of solventes, Wypych (Ed.), Andrew Publ., NY, y las referencias citadas en la presente), de acuerdo con las cuales, por ejemplo, el agua tiene un valor SPP de 0.962, tolueno, un valor de 0.655 y 2-propanol un valor de 0.848. Los métodos para determinar el valor SPP de un solvente basado en mediciones ultravioleta del par de sonda/homomorfo de 2-N,N-dimetil-7-nitrofluoreno/2-fluoro-7-nitrofluoreno se han descrito (Catalán et al., 1995). Los solventes con volares SPP deseados (ya sea como solventes de componentes únicos simples o una mezcla de solventes de dos, tres, cuadro o más solventes; para la miscibilidad del solvente, véase, por ejemplo, Godfrey 1972 Chem. Technol. 2:359) con base en las propiedad de solubilidad de un material de matriz particular, pueden ser identificados fácilmente por aquellos expertos en la materia en vista de la descripción presente.
Matriz que se puede disolver De acuerdo con una teoría no limitante, el matriz de matriz que se puede disolver o disociar puede de esta manera comprender una estructura polimérica que, formando una matriz, crea un espacio tridimensional, que permite que el material biológico de la muestra biológica se asocie con la matriz. El material de matriz que se puede disolver o disociar se puede utilizar para introducir los agentes estabilizadores, tales como sales y reguladores bajo condiciones deshidratadas (por ejemplo, seco o substancialmente libre de solventes). La matriz también permite la inclusión de componentes (por ejemplo, reguladores) para el ajuste del pH y otros parámetros para las condiciones de secado y almacenamiento óptimo, y opcionalmente puede comprender uno o una pluralidad de indicadores que se pueden detectar como se provee en la presente, tal como indicadores de pH basados en color y/o indicadores de humedad. En determinadas modalidades preferidas, el material de matriz comprende alcohol polivinílico (PVA), un material de matriz que se puede disolver. El PVA puede ser obtenido a partir de una variedad de fuentes comerciales (por ejemplo, Sigma Aldrích, St. Louis, MO; Fluka, Milwaukee, Wl) y está disponible en pesos moleculares diferenciados específicos, o de manera alternativa, como una preparación polidispersa de polímeros dentro de los intervalos de peso molecular prescritos con base en los grados variados de polimerización. Por ejemplo, la serie Mowíol® de productos PVA se puede obtener de Fluka en intervalos de peso molecular aproximados de 16, 27, 31 , 47, 55, 61 , 67, 130, 145 o 195 kDa, y otros productos PVA son conocidos, tal como la preparación que tiene el peso molecular promedio de 30 a 70 kDa (Sigma No. P 8136) como se utiliza en los Ejemplos que acompañan a la descripción. Con base en la presente descripción, los expertos en la materia apreciarán que, dependiendo de las propiedades fisioquímicas (por ejemplo, masa molecular, capacidad hidrófila, distribución de carga de la superficie, solubilidad, etc.) de una biomolécula e interés particular que está presente en una muestra biológica a ser almacenada bajo condiciones en seco como se describe en la presente, estos u otros productos PAV, u otros materiales de matriz adecuados que se disuelven o disocian en un solvente, pueden identificarse fácilmente y sin experimentación indebido, para utilizar de acuerdo con las composiciones y métodos presentes.
Como se describe en la presente, una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica puede, de acuerdo con determinadas modalidades, prepararse por secado da partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.1 % hasta aproximadamente el 10% peso por volumen de PVA, el cual en determinadas modalidades relacionadas pueden comprender desde aproximadamente el 0.5% hasta aproximadamente el 5%, desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 5%, desde aproximadamente el 0.5% hasta aproximadamente el 1.5%, desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 3%, o de aproximadamente el 5% peso por volumen de PVA, en donde "aproximadamente" puede comprenderse para representar la variación que puede ser mayor o menor que la cantidad citada en menos del 50%, más preferentemente menor del 40%, más preferentemente menor del 30% y más preferentemente menor del 20%, 15%, 10% o 5%. Las proporciones de peso por volumen similares y las tolerancias pueden pertenecer a otros materiales de matriz seca en por lo menos algunas modalidades diferentes en donde el material de matriz es diferentes del PVA como es provisto en la presente, por ejemplo, en donde el material de matriz comprende uno o más de polivinilpirrolidona (PVP), carboximetilcelulosa (CMC), 2-hidroxietilcelulosa, poli(2-etil-2-oxazolina) y los similares u otro material de matriz como el que se describe en la presente. De acuerdo con otras modalidades determinadas, el material de matriz que se puede disolver o se puede disociar puede de esta manera ser cualquier material adecuado que tiene las características compatibles para almacenar un tipo particular de muestra biológica en una forma que preserva de manera satisfactoria las propiedades estructurales y/o funcionales deseadas, dichas características incluyen la capacidad para secarse en una manera que forma una matriz dentro de los intersticios de los cuales, las moléculas biológicas de interés son depositadas, y también incluyen la compatibilidad de solvente adecuado (por ejemplo, regulador biológico) que incluye adicionalmente una capacidad para disolverse nuevamente o suspenderse nuevamente para el almacenamiento en seco en una forma mediante la cual, las moléculas de matriz no interfieren con una o más actividades biológicas de interés en la muestra. Los ejemplos no limitantes adicionales de un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente incluyen polietilenglicol, azarosa, poli-N-vinilacetamida, polivinilpirrolidona, poli(4-vínilpiridina), óxido de polifenileno, acrilamída reticulada inversamente, polimetacrilato, nanotubos de carbono (por ejemplo, Dyke et al., 2003 JACS 125: 1156; Mitchell et al., 2002 Macromolecules 35: 8825; Dagani, 2003 C&EN 81 :5), poliláctido, copolímero de láctido/glicólido, copolímero de hidroximetacrilato, pectinato de calcio, succinato de acetato de hidroxipropilmetilcelulosa (por ejemplo, Langer, 1990 Science 249: 1527; Langer, 1993 Accoints Chem. Res. 26: 537-542), proteoglicano de sulfato de hepapna, ácido hialurónico, ácido glucurónico (por ejemplo, Kim-Safran et al., 2004 Birth defects res. C. Embryo Today 72:69-88), trombospondin-1 de dominio de enlace de hepapna N terminal (por ejemplo, Elzie et al., 2004 Int. J. Biochem. Cell Biol. 36:1090; Pavlov et al., 2004 Birth Defects Res. C. Embryo Today 72: 12-24), fibronectina (por ejemplo, Wierzbícka-Patynowski et al., 2003 J Cell Sci. 116(Pt16): 3269-76), un conjugado modificador polimérico péptido/soluble en agua (por ejemplo, Yamamoto et al., 2002 Curr Drug Targets 3(2): 123-30), y colágeno o fragmentos de colágeno que incluyen base de péptidos de membrana de colágeno (por ejemplo, Ortega et al., 2002 J. Cell Sci. 115(Pt 22): 4201-14). Determinadas modalidades de la presente invención están contempladas de manera que excluyen de manera expresa los materiales de matriz que se pueden disolver o disociar, tales como los polímeros catiónicos solubles (por ejemplo, DEAE-dextrano) o polímeros aniónicos (por ejemplo, sulfato de dextrano) o azarosa, cuando se utiliza, ausente de otros componentes de las modalidades descritas en la presente con un estabilizador di- o trisacárido (por ejemplo, trehalosa, lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán) como se describió para el almacenamiento en seco de proteínas, por ejemplo, en una o más de la Patente de E.U.A. No. 5,240,843; la Patente de E.U.A. No. 5,834,254; la Patente de E.U.A. No. 5,556,771 , la Patente de E.U.A. No. 4,891 ,310, el documento WO 87/00196, el documento WO 89/00012, el documento WO 89/06542; la Patente de E.U.A. No. 5,876,992, la Patente de E.U.A. No. 4,451 ,569, el documento EP 0448146A1 , el documento WO 90/05182 y el documento WO 91/14773, aunque determinadas modalidades de la presente invención contemplan el uso de dichas combinaciones de un material de matriz que se puede disolver o disociar y por lo menos uno de dicho primer estabilizador de di- o trisacárido, junto con un segundo estabilizador que comprende un inhibidor biológico o bioquímico, el cual puede ser un inhibidor de trehalasa como el que se describe en la presente y que tiene actividad antimicrobíana (por ejemplo, Validamicina A, suidastrestina, validoxilamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina, y/o casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido) y/o con uno o más estabilizadores y/o componentes de matriz de almacenamiento en seco adicional, como los que se describen en la presente, cuyas combinaciones no son sugeridas por los documentos citados. Otras determinadas modalidades de la presente invención, contemplan el uso de dichas combinaciones de un material de matriz que se puede disolver o disociar y por lo menos uno de dicho estabilizador de di- o trisacáridos para el almacenamiento substancíalmente en seco de muestras biológicas diferentes de las proteínas, por ejemplo, polinucléotidos, tales como ADN, ARN, olígonucléotidos sintéticos, ADN genómico, plásmidos de ácido nucleico naturales y recombinantes y constructor, y los similares. En determinadas modalidades descritas en la presente, una matriz para almacenamiento seco o substancialmente seco de una muestra biológica comprende por lo menos un material de matriz que comprende un polímero que se disuelve o disocia en un solvente y un estabilizador, en donde el polímero no se ensambla por sí mismo en forma covalente y tiene la estructura. en donde X es -CH3, -CH2-, -CH2CH(OH)-, -CH2CH(OH)- sustituido, -CH2CH(COOH)-, -CH2CH(COOH)- sustituido, -CH=CH2, -CH=CH-, alquilo de C C2 o alquilo sustituido, alquenilo de C2-2 o alquenilo sustituido, polioxietileno, polioxipropileno, o un copolímero aleatorio o de bloque del mismo; y en donde n es un entero que tiene un valor de aproximadamente 1 a 100, 101-500, 501 -1000, 1001-1500 o 1501-3000. Las síntesis de dichos polímeros (que incluyen, por ejemplo, PVA, PVP, carboxímetilcelulosa (CMC), 2-hidroxietílcelulosa, poli(2-etil-2-oxazolina, etc.) se pueden lograr utilizando reactivos que están comercialmente disponibles (por ejemplo, PVA como el que se planteó anteriormente u otros reactivos tales como PVP, carboximetilcelulosa (CMC), y/o 2-hidroxietilcelulosa de SigmaAldrich o Fluka o polímeros Carbopol® de Noveno, Inc., Cleveland, OH, o poli(2-etil-2-oxazolina de WVR, etc.) y de acuerdo con los procedimientos establecidos, tales como aquellos que se encuentran en Fiesers' reagents for organic síntesis (T.-L- Ho (Ed.) Fieser, L.F. y Fieser, M., 1999 John Wiley & Sons, NY). "Alquilo" significa una hidrocarburo alifático de cadena recta o ramificada, no cíclico o cíclico, insaturado o saturado que contiene de 1 a 10 átomos de carbono. Los alquilos de cadena recta saturada representativos incluyen metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, n-pentilo, n-hexilo y los similares; mientras que los alquilos ramificados saturados incluyen isopropilo, seg-butilo, isobutilo, ter-butilo, isopentilo y los similares, los alquilos cíclicos saturados representativos incluyen ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciciohexilo, y los similares; mientras que los alquilos cíclicos insaturados incluyen ciclopentenilo y ciciohexenilo y los similares. Los alquilos cíclicos también son denominados en la presente como "homociclos" o "anillos homocíclicos". Los alquilos insaturados contienen por lo menos un enlace doble o triple entre los átomos de carbono adyacentes (denominados como una "alquenilo" o "alquinilo", respectivamente). Los alquenilos de cadena recta y ramificados representativos incluyen etilenilo, propilenilo, 1 -butenilo, 2-butenilo, isobutilenilo, 1 -pentenilo, 2-pentenilo, 3-metil-1 -butenilo, 2-metíl-2-butenilo, 2,3-dimetil-d-butenilo y los similares; mientras que los alquinilos de cadena recta y ramificada representativos incluyen acetilenilo, propinilo, 1 -butinilo, 2-butinilo, 1-pentinilo, 2-pentinilo, 3-metilo-1 -butinilo y los similares. "Alcoxi" significa una porción alquilo unida a través de un puente de oxígeno (es decir, -O — alquilo) tal como metoxí, etoxi y los similares. "Alquiltio" significa una porción alquilo unida a través de un puente de azufre (es decir, -S-alquilo) tal como metilito, etiltio y los similares. "Alquilsufonilo" significa una porción alquilo unida a través de un puente sulfonilo (es decir, ~SO2-alquilo) tal como metiisulfonilo, etiisulfonilo y los similares. "Alquilamíno" y "dialquilamino" significa una o dos porciones alquilo unidas a través de un puente de nitrógeno (es decir, -N-alquilo) tal como metilamino, etilamina, dimetilamino, dietilamino y los similares.
"Arilo" significa una porción carbocíclica aromática tal como fenilo o naftilo. "Arilalquilo" significa un alquilo que tiene por lo menos un átomo de hidrógeno de alquilo reemplazado con una porción arilo, tal como bencilo, --(CH2)2fen¡lo, --(CH2)3fenilo, -CH(fenilo)2, y los similares. "Heteroarilo" significa un anillo heterociclo aromático de 5- a 10 miembros y que tiene por lo menos un heteroátomo seleccionado de nitrógeno, oxígeno y azufre, y que contiene por lo menos 1 átomo de carbono, que incluye sistemas de anillo mono- y bicíclico. Los heteroarilos representativos son fuplo, benzofuranilo, tíofenilo, benzotiofenilo, pirrolilo, indolilo, isoindolilo, azaindolilo, piridilo, quinolinilo, isoquinolinilo, oxazolilo, isoxazolilo, benzoxazolilo, pirazolilo, imidazolilo, benzimidazolilo, tiazolilo, benzotiazolilo, isotiazolílo, piridazinilo, pirimidinilo, pirazinilo, triazinilo, cinolinílo, ftalazinilo, y quinazolinilo. "Heteroarilalquilo" significa un alquilo que tiene por lo menos un átomo de hidrógeno alquilo reemplazado con una porción heteroarilo, tal como "CH2p¡ridin¡lo, — CH2pirimidinilo y los similares. "Halógeno" significa fluoro, cloro, bromo y yodo. "Haloalquilo" significa un alquilo que tiene por lo menos un átomo de hidrógeno reemplazado con halógeno, tal como trifluorometilo y los similares. "Heterociclo" (también denominado como un "anillo heterocíclico") significa un monocíclico de 4- a 7 miembros o un bicíclico de 7 a 10 miembros, anillo heterocíclico el cual es, ya sea saturado, ¡nsaturado o aromático, y el cual contiene de 1 a 4 heteroátomos seleccionados independientemente de hidrógeno, oxígeno o azufre, y en donde los heteroátomos de nitrógeno y azufre pueden ser oxidados opcionalmente, y el heteroátomo de nitrógeno puede ser cuaternizado opcionalmente, incluyendo anillos bicíclicos en los cuales, cualquiera de los heterociclos anteriores son fusionados a un anillo de benceno. El heterociclo puede ser unido por medio de cualquier heteroátomo o átomo de carbono. Los heterociclos incluyen heteroarilos como los que se definieron anteriormente. Por lo tanto, además de los heteroarilos relacionados anteriormente, los heterociclos incluyen también morfolinilo, pirrolidinonilo, piperidinilo, hídantoinilo, valerolactamilo, oxiranilo, oxitanilo, tetrahidrofuranilo, tetrahidropíranilo, tetrahídropiridinilo, tetrahidroprimidinilo, tetrahidrotiofenilo, tetrahidrotiofuranilo, tetrahidropirimidinilo, tetrahidrotiofenilo, tetrahidrotiopiranílo y los similares. "Heterocicloalquilo" significa un alquilo que tiene por lo menos un átomo de hidrógeno alquilo reemplazado con un heterociclo, tal como -CH2morfolinilo, y los similares. "Homociclo" (también denominado en la presente como "anillo homocíclico") significa un anillo carbocíclico saturado o insaturado (aunque no aromático) que contiene de 3 a 7 átomos de carbonos, tal como cíclopropano, ciclobutano, ciclopentano, ciciohexano, cicloheptano, ciclohexeno y los similares.
El término "sustituido" como se utiliza en la presente, significa cualquiera de los grupos anteriores (por ejemplo, alquilo, alquenilo, alquinilo, homociclo) en donde por lo menos un átomo de hidrógeno es reemplazado con un sustituyente. En el caso de un sustituyente ceto ("-C(=0)-"), se reemplazan dos átomos de hidrógeno. Cuando se sustituyó uno o más de los grupos anteriores, los "sustituyentes" dentro del contexto de la presente invención incluyen halógeno, hidroxi, ciano, nitro, amino, alquilamino, dialquilamino, alquilo, alcoxi, alquiltio, haloalquilo, arilo, arilalquilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, heterociclo y heterocicloalquilo, así como también -NraRb, -NRaC(=0)Rb-, NRaC(=0)NRaNRb, -NRaC(=0)ORb, -NRaS02Rb, -C(=0)Ra, -C(=O)ORa, -C(=O)NRaRb, -OC(=O)NRaRb, -ORa, -SRa, -SORa, --S(=O)2Ra, -OS(=O)2Ra y -S(=O)2ORa. Además, los sustituyentes anteriores puede adicionalmente ser sustituidos con uno o más de los sustituyentes anteriores, de tal manera que el sustituyente es alquilo sustituido, arilo sustituido, arilalquilo sustituido, heterociclo sustituido o heterocicloalquilo sustituido. Ra y Rb, en este contexto pueden ser el mismo o diferente e independientemente hidrógeno, alquilo, haloalquilo, arilo sustituido, arilo, arilo sustituido, arilalquilo, arilalquilo sustituido, heterociclo, heterocíclo sustituido, heterocicloalquilo, o heterocicloalquílo sustituido. El polímero preferentemente comprende una pluralidad de porciones de enlace de hidrógeno que pueden ser la misma o diferentes, cada porción de enlace de hidrógeno tiene uno o más grupos con la capacidad de formar un enlace de hidrógeno con las mismas porciones o porciones diferentes, ya que pueden estar presentes en una biomolécula de interés dentro de la muestra biológica. Cada porción de enlace de hidrógeno puede tener un grupo donante de enlace de hidrógeno y/o grupos de aceptación. Preferentemente, cada porción de enlace de hidrógeno tiene grupos tanto donantes como de aceptación. Sin embargo, es posible que las porciones de enlace de hidrógeno tengan únicamente grupos donantes o de aceptación. Por lo tanto, por ejemplo, un polímero que tiene porciones de enlace de hidrógeno con grupos donantes únicamente, se pueden utilizar junto con un polímero que tiene porciones de enlace de hidrógeno con grupos de aceptación únicamente. También, por ejemplo, un polímero puede comprender ambas porciones de enlace de hidrógeno, las cuales son en su totalidad grupos donantes y porciones de enlace de hidrógeno las cuales son en su totalidad grupos de aceptación. Los polímeros preferidos adicionalmente tienen algunas unidades monométricas que tienen únicamente un grupo de enlace de hidrógeno, tal como monómeros mono funcionales que están presentes como tapones de cadena y que se pueden utilizar para controlar el peso molecular del polímero. Se prefiere, si estos monómeros mono-funcionales están presentes al 10% o menos del número total de matepal monomérico que comprende el polímero, más preferentemente menos del 5%. Los polímeros de acuerdo con la presente invención que contienen uno o más grupos de enlace de hidrógeno son también referidos como con la "capacidad de formar por lo menos un enlace de hidrógeno" y pueden tener la capacidad de hacerlo así con otras moléculas poliméricas, con por lo menos un estabilizador y/o con por lo menos una biomolécula de interés que está presente en una muestra biológica, por ejemplo, una molécula de ácido nucleico o una molécula de polipéptído. Preferentemente, las moléculas poliméricas pueden tener la capacidad de formar por lo menos un enlace de hidrógeno con un componente de una muestra biológica en una forma preferida para la formación del enlace de polímero - polímero de hidrógeno, aunque estas modalidades de la presente invención no están limitadas a esto, siempre que el polímero no se ensamble por sí mismo en forma covalente. De acuerdo con una teoría no limitante, las interacciones de estabilización entre la muestra biológica, la matriz y/o el estabilizador, son el resultado de las interacciones del enlace de hidrógeno. Sin embargo, otras fuerzas no covalentes también pueden contribuir al enlace, tal como, por ejemplo, fuerzas electrostáticas, fuerzas de Van der Waal, y cuando las porciones de enlace de hidrógeno comprenden uno o más anillos aromáticos, apilado pi-pi. La fuerza de cada enlace de hidrógeno varía preferentemente de 1 a 40 kcal/mol, dependiendo de la naturaleza y funcionalidad del donante y los agentes de aceptación involucrados. Los grupos en las porciones de enlace de hidrógeno, los cuales tienen la capacidad de formar un enlace de hidrógeno con las mismas porciones o porciones diferentes se proveen en la forma de moléculas "X sustituido" y pueden ser seleccionadas de manera adecuada a partir de, por ejemplo, >C=O, -COO-, -COOH, -O-, -O-H, -NH2, >N-H, >N, -CONH-, -F, C=N-grupos y mezclas de los mismos. Preferentemente, los grupos son seleccionados de >C=O, -O-H, -NH2, >HN, -CONH-, -C=N- y mezclas de los mismos.
Estabilizador La matriz que se puede disolver/disociar también se puede preparar en el dispositivo de almacenamiento de muestras en una forma tal que uno o más depósitos contienen por lo menos un estabilizador, y en determinadas modalidades, por lo menos dos estabilizadores, los cuales pueden incluir a cualquier agente que de manera deseable puede estar incluido para preservar, estabilizar, mantener, proteger o de otra manera contribuir a la recuperación desde el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas de una muestra biológica que tiene substancialmente la misma actividad biológica que estaba presente antes del paso de poner en contacto la muestra con el dispositivo de almacenamiento de muestras. El estabilizador puede, en determinadas modalidades, comprender un agente que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico, como el que se provee en la presente. Por consiguiente, en determinadas modalidades preferidas, el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende, por lo menos un estabilizador que es un inhibidor, por ejemplo, un agente antimicrobiano, tal como (aunque sin limitarse) a un agente antifúngico y/o antibacteriano con la capacidad de inhibir o suprimir el crecimiento de bacterias u hongos, la viabilidad y/o colonización, para inhibir la contaminación microbiana de los depósitos y la muestra almacenada durante el almacenamiento a largo plazo. Los estabilizadores preferidos de acuerdo con determinadas modalidades descritas en la presente comprende inhibidores biológicos o bioquímicos que son inhibidores de ciclosidasa, tal como inhibidores de trehalasa (por ejemplo, suidatrestina, validamicina A, validoxilamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina, casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido) descrita por Asano (2003 Glicobiol. 13(10): 93R-104R), Knuesel et al. (1998 Comp. Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol. Biol. 120:639), Dong et al. (2001 J. Am. Chem. Soc. 123(12):2733) y Kameda et al. (1980 J. Antibiot. (Tokio) 33(12): 1573). Una ventaja inesperada asociada con el uso de dichos inhibidores en estas modalidades de la presente invención deriva de las propiedades antimicrobianas de estos inhibidores, además de sus efectos estabilizadores de biomolécula, los cuales se consideran, de acuerdo con una teoría no limitante, derivar de las interacciones no covalentes, tales como el enlace de hidrógeno, entre el inhibidor y una o más de las biomoléculas en la muestra biológica, el material de matriz y/o el solvente. En otras modalidades, un estabilizador puede ser otro inhibidor de glicosídasa, tal como un inhibidor de quitínasa (por ejemplo, alosamidina, arginina, argadina), un inhibidor de a-glucosidasa (por ejemplo, allosamidina, voglíbosa, nojirimicina, 1-deoxinojírimidina, miglitol, salacinol, cotalanol, NB-DNJ, NN-DNJ, glicovir, castanospermina), un inhibidor de glucógeno fosforílasa (por ejemplo, D-ABI, isofagomína, fagomina), un inhibidor de neuraminidasa (por ejemplo, DANA, FANA, 4-amino-4-deoxi-DANA, zanamivír, BCX 140, S 4071 , peramivír), un inhibidor de ceramida glucosiltransferasa o un inhibidor lisosomal glucosidasa, los ejemplos limitantes de todos los inhibidores de glucosidasa son descritos por Asano (2003 Glycobiol 13(10):93R-104R). En determinadas modalidades relacionadas, el estabilizador, el cual comprende un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico, pueden ser un agente de reducción, un agente de alquilación, un agente antimicrobiano, un inhibidor de cinasa, un inhibidor de fosfatasa, un inhibidor de caspasa, un inhibidor de granzima, un inhibidor de adhesión celular, un inhibidor de ciclo celular, un inhibidor de señalización de lípido y/o un inhibidor de proteasa. Aquellos familiarizados con la materia estarán conscientes de un intervalo amplio de inhibidores fácilmente disponibles que pueden ser seleccionados dependiendo de la naturaleza de la muestra biológica y la bioactividad de interés particular. Véase, por ejemplo, Calbíochem® Inhibitor SourceBook™ (2004, EMD Biosciences, La Jolla, CA). Para los agentes antimicrobianos, véase, por ejemplo, Pickering, IK, Ed. 2003 Red book: report of the comitee on infectious diseases, 26ava edición, Elg Grove Village, IL, páginas 695 a 97; American academy of pediatrics, 1998, Pediatrics 101 ,(1 ), suplemento; Disinfection sterilization and preservation, Seymour S. Block (Ed.), 2001 Lippíncott Williams & Wilkins, Filadelfia; Antimicrobial inhibitors, A.l. Laskin y H. A. Lechevalier, (Eds.), 1988 CRC Press, Boca Ratón, FL; Principies and practice of disinfection, preservation and sterilization, .AD. Russelll et al., (Eds.), 1999, Blackwell Science, Maiden, MA; Antimicrobial/antí-infective materials, S.P., Sawan et al., (Eds.), 2000 Technomic Pub. Co., Lancaster, PA; Development of novel antimicrobial agentes; emerging strategies, K. Lohner, (Ed.), 2001 Wymondham, Norfolk, UK; Conté, J.E. Manual of antibiotics and infectious diseases (9a. edición), 2001 , Lippincott Williams & Wilkíns, Filadelfia. Como se observó anteriormente, en determinadas modalidades preferidas, el estabilizador puede ser un inhibidor de trehalasa, tal como el fungicida validamicina A (por ejemplo, Kameda et al., 1980, J. Antibiot (Tokio) 33(12):1573; Dong et al., 2001 J. Am. Chem. Soc. 123(12):2733; disponible de Research Products Internacional Corp., Mt. Prospect, IL, Catálogo no. V21020), y en determinadas otras modalidades el estabilizador, por ejemplo, un estabilizador que comprende un inhibidor que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico, puede ser un inhibidor de proteasa, tal como TL-3 (Lee et al., 1998 Proc. Nat. Acad. Sci. EUA 95:939; Lee et al., 1999 J. Amer. Chem. Soc. 121 :1145; Buhler et al., 2001 J. Virol.75:9502), N-a-tosil-Phe-clorometilcetona, N-a-tosíl-Lys-clorometilcetona, aprotinina, fenilmetilsulfonílfluoruro o diisopropilfluoro-fosfato, o un inhibidor de fosfatasa, tal como ortovanadato de sodio o fluoruro de sodio. Como se describe en la presente, una ventaja agregada de la matriz que se puede disolver es que el contenedor de almacenamiento puede ser utilizado directamente como una cámara de reacción después de disolver la matriz y la rehidratación del material. La estabilidad y actividad de las proteínas en forma líquida pueden depender de los requerimientos de actividad, tales como pH, concentración de sal y cofactores. La estabilidad de muchas proteínas puede en algunos casos ser extremadamente susceptible a altas temperaturas y el secado de las proteínas a temperatura ambiente (por ejemplo, en una habitación) puede de esta manera proveer un ambiente de estabilización. Como también se describe en la presente, incluyendo los Ejemplos, la presencia de la trehalosa dísacárido, considerada que contribuye a la estabilización de muestras biológicas (por ejemplo, García de Castro et al., 2000 Appl. Environ. Microbiol. 66:4142), no fue suficiente bajo condiciones determinadas para soportar la recuperación de actividad enzimática en una proteína después de almacenamiento en seco. Como un breve antecedente, la trehalosa es el sustrato natural de la trehalasa, una enzima que se adhiere a los disacáridos. La trehalosa es conocida por estabilizar el material orgánico tales como proteínas (por ejemplo, el documento PCT/GB86/00396), aunque cuando está presente bajo condiciones sub-óptimas puede ser desventajoso para el almacenamiento a largo plazo de proteínas a temperatura ambiente, debido a que es una fuente de energía natural para proteínas y bacterias. La contaminación con bacterias u hongos de una muestra biológica almacenada en la presencia de trehalosa en condiciones de almacenamiento en seco menos que óptimas tendrá como resultado el crecimiento de los microbios, y puede tener como resultado la contaminación microbiana indeseable de la muestra almacenada. La validamícina, como también se describió anteriormente, es un inhibidor de trehalasa que tiene una estructura química que difiere de la de trehalosa. Validamicina es un fungicida no tóxico que inhibe el crecimiento fúngico al bloquear la actividad enzimática de trehalasa. Sorprendemente y como se describe en la presente y en los ejemplos, validamicina A es capaz de estabilizar el material biológico a temperaturas ambiente. Además del efecto protector para almacenamiento a largo plazo de material biológico, la validamicina también protege a la muestra almacenada de la contaminación por microorganismos. Por consiguiente, determinadas modalidades de la presente invención contemplan de manera expresa un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas que no incluye trehalosa como un componente de un depósito de muestra o de un material de matriz, y de manera similar, determinadas modalidades pueden excluir de manera expresa del depósito de muestra o el material de matriz la presencia de poliestireno y/o de hidroxiectoína. Sin embargo, en vista de las ventajas inesperadas descritas en la presente, a medida que se relacionan con la inclusión de un inhibidor de trehalasa, tal como validamicina (por ejemplo, validamicina A, u otros inhibidores de trehalasa descritos en la presente) como un inhibidor en los dispositivos de almacenamiento de muestras biológicas, determinadas otras modalidades contempladas en la presente, pueden incluir un primer estabilizador que puede ser cualquiera o más de trehalosa, lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannítol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, quitosán, hidroxiectoína y/o poliestireno, siempre que un segundo estabilizador que es un inhibidor de trehalasa, como la que se provee en la presente, también está presente, por ejemplo, un inhibidor de trehalasa seleccionada de suidatrestina, validamicina A, validoxilamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina y casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido. De acuerdo con una teoría no limitante, un inhibidor de trehalasa conocido para la técnica agrícola como un fungicida (por ejemplo, validamicina A), provee un efecto estabilizador sorprendente cuando se utiliza en combinación con una matriz que se puede disolver en los dispositivos de almacenamiento de muestras biológicas, como los que se describen en la presente. De manera alternativa o adicionalmente para el uso descrito en la presente de validamicina (u otro inhibidor de trehalasa) junto con la matriz que se puede disolver, otras moléculas pequeñas que tienen actividad como inhibidores o activadores de trehalasa pueden ser incluidos de manera útil en los dispositivos de almacenamiento, como estabilizadores adicionales o como aditivos al material de matriz y/o a la muestra, incluyendo disacáridos naturales, pseudos-azúcares que también son conocidas como carbo-azúcares, y/u otros inhibidores/activadores de trehalasa. Adicionalmente, los inhibidores de trehalasa, tales como validamicina, proveen una ventaja de acuerdo con algunas modalidades descritas en la presente, en el sentido de que protegen el medio de almacenamiento a largo plazo de contaminación microbiana indeseable con hongos, bacterias u otros tipos de contaminación.
Los estabilizadores adicionales contemplados para utilizarse de acuerdo con determinadas otras modalidades de la presente invención, pueden estar presentes en una matriz de almacenamiento en seco aunque no enlazados en forma covalente al material de matriz polimérica como el que se describe en la presente, y pueden incluir moléculas pequeñas, tales como D-(+)-rafinosa (por ejemplo, disponible como pentahidrato de rafinosa), ß-gentiobiosa, trehalosa (cuando se utiliza con un inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador como el que se describe en la presente), ectoína, mío-inositol, hidroxiectoína, D-gluconato de magnesio (por ejemplo, disponible como hidrato), hidrato de sal de hemicalcio de ácido 2-ceto-D-glucónico D(+)-melezitosa, y monohidrato de lactobionato de calcio, y también puede incluir otras moléculas pequeñas que comprenden las estructuras (i)-(xv), que incluyen diversos aminoácidos conocidos de cadenas laterales y mono, di y polisacáridos, tales como en donde R es seleccionada de -H, -OH, -CH2OH, -NHAc y -OAc. Dichas composiciones son conocidas en la material y están disponibles fácilmente de proveedores comerciales. En determinadas modalidades, por lo menos un estabilizador se puede seleccionar de trehalosa, lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannítol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol, quitosán, hidroxiectoína, y/o poliestireno, en donde, como también se observó anteriormente, de acuerdo con algunas de dichas modalidades, un inhibidor de trehalasa como el que se describe en la presente también está presente como un segundo estabilizador, y adicionalmente o de manera alternativa de acuerdo con otras de dichas modalidades descritas en la presente, también está presente el material de matriz. Como también se observó anteriormente, las modalidades descritas actualmente excluyen de manera expresa las composiciones de almacenamiento en frío de la Patente de E.U.A. No. ,240,843, la Patente de E.U.A. No. 5,834,254, la Patente de E.U.A. No. 5,556,771 , la Patente de E.U.A. No. 4,891 ,319, el documento WO 87/00196, el documento WO 89/00012, el documento WO 89/06542, la Patente de E.U.A. No. 5,876,992, la Patente de E.U.A. No. 4,451 ,569, el documento EP 0448146A1 , el documento WO 90/05182 y el documento WO 91/14773. Los estabilizadores de ejemplo están comercialmente disponibles y tienen estructuras que son bien conocidas e incluyen a las siguientes: B-lactosa Pentahidrato de D-(+)-rafinosa B-gentiobiosa Trehalosa * 2Hz Ectoína Mío inositol H Monohidrato de D-lactosa Hidroxiectoína Maltitol Hidrato de D gluconato de magnesio Sacarosa Monohidrato de D-(+)-maltosa Hidrato de sal de hemicalcio de ácido 2-ceto-D-glucónico D(+)-melezitosa HQ Monohidrato de lactobionato de calcio OH OH Or- , a2-** Indicador que se puede detectar Los indicadores que se pueden detectar incluyen composiciones que permiten la detección (por ejemplo, con significado estadístico en relación con un control adecuado, como será reconocido por los expertos en la materia) o una determinación similar de cualquier parámetro que se puede detectar que se relaciona directamente con una condición, procedimiento, trayectoria, inducción, activación, inhibición, regulación, estructura dinámica, estado, contaminación, degradación u otra actividad o cambio funcional o estructural en una muestra biológica, que incluye aunque no está limitado a actividad enzimátíca alterada (que incluye proteolítica y/o nucleolítica), respiratoria, metabólica, catabólica, de enlace, catalítica, alostérica, conformacional u otra actividad bioquímica o biofísica en la muestra biológica, y también incluye interacciones entre los intermedios que pueden formarse como el resultado de dichos aditivos, que incluyen metabolitos, catabolitos, substratos, precursores, cofactores y los similares.
Una amplia variedad de indicadores que se pueden detectar es conocida para la materia y se puede seleccionar para la inclusión en las composiciones y métodos descritos actualmente dependiendo del parámetro o parámetros particulares que pueden ser de interés para las muestras biológicas particulares en las aplicaciones de almacenamiento de muestras particulares. Los ejemplos no limitantes de los parámetros que pueden ser detectados por dichos indicadores que se pueden detectar incluyen la detección de la presencia de uno o más de una amina, un alcohol, un aldehido, agua, un tiol, un sulfuro, un nitrito, avidíta, biotina, una inmunoglobulina, un oligosacárido, un ácido nucleótido, un polipéptido, una enzima, una proteína citoesqueletal, una especie de oxígeno reactivo, un ion metálico, pH, Na+, K+, CI", un cianuro, un fosfato, un selenio, una proteasa, una nucleasa, una cinasa, una fosfatasa, una glicosidasa y un contaminante microbiano y otros. Los ejemplos de un intervalo amplio de indicadores que se pueden detectar (que incluyen indicadores colorimétricos) que pueden ser seleccionados con propósitos específicos, se describen en Haugland, 2002 Handbook of fluorescente probes and research products- ninth ed., Molecular Probes, Eugene, OR; en Mohr, 1999 J. Mater, Chem., 9: 2259-2265; en Suslick et al., 2004 Tetrahedron 60:11133-11138; y en la Patente de E.U.A. No. 6,323,039 (véase también, por ejemplo, Fluka Laboratory Products Catalog, 2001 Fluka, Milwaukee, Wl; y Sigma Life Sciences Research Catalog, 2000, Sigma, St. Louis, MO). Un indicador que se puede detectar puede ser un indicador fluorescente, un indicador luminiscente, un indicador fosforescente, un indicador radiométrico, un tinte, una enzima, un sustrato de una enzima, una molécula de transferencia de energía o una etiqueta de afinidad. En determinadas modalidades preferidas, el indicador que se puede detectar puede ser uno o más de fenólico, bromuro de etidio, una polimerasa de ADN, una endonucleasa de restricción, (por ejemplo, una enzima de restricción utilizada como una nucleasa de restricción tal como una endonucleasa de restricción de sitio o secuencia específico), un cloruro de cobalto (un indicador de humedad que cambia de cloro rojo cuando el agua está presente a color rosa cuando está seco), un tinte de Reichardt (Aldrich Chemical) y un sustrato de proteasa fluorogénico. Un indicador que se puede detectar en determinadas modalidades, puede comprender una polimerasa de polinucleótido y/o un oligonucléotido adecuado, cualquiera o ambos de los cuales se pueden emplear como un indicador o, en determinadas otras modalidades, como componentes de otros ácidos nucleicos basados en aplicaciones de las composiciones y métodos descritos en la presente. Las polimerasas (que incluyen polímerasas de ADN y polimerasas de ARN) útiles de acuerdo con determinadas modalidades de la presente invención incluyen, aunque no se limitan a polimerasa de ADN Thermus thermophilus (Tth), polimerasa de ADN Thermus aquaticus (Taq), polimerasa de ADN Thermologa neopolitana (Tne), polimerasa de de ADN Thermologa marítima (Tma), polimerasa de ADN Thermococcus litorales (Tii o VENT™), polimerasa de ADN Pyrococcus furiosus (Pfu), polimerasa de ADN DEEP VENT™, polimerasa de ADN Pyrococcus woosii (Pwo), polimerasa de ADN Bacillus sterothermophilus (Bst), polimerasa de ADN Bacilus caldophilus (Bca), polimerasa de ADN Sulfolobus acidocaldarius (Sac), polimerasa de ADN Thermoplasma acidophilum (Tac), polimerasa de ADN Thermus flavus (Tfl/Tub), polimerasa de ADN Thermus ruber (Tru), polimerasa de ADN Thermus brockianus (DYNAZYME™), polimerasa de ADN Methanobacterium thermoautotrophicum (Mth), polimerasa de ADN mycobacterium (Mtb, Mlep), y mutantes, variantes y derivados de las mismas. Las polimerasas de ARN, tales como T3, T5 y SP6 y los mutantes, variantes y derivados de las mismas también se pueden utilizar de acuerdo con la presente invención. Las polimerasas utilizadas de acuerdo con la presente invención pueden ser cualquier enzima que pueda sintetizar una molécula de ácido nucleico a partir de una plantilla de ácido nucleico, normalmente en la dirección de 5' a 3'. Las polimerasas de ácido nucleico utilizadas en la presente invención pueden ser mesofílicas o termofílicas, y preferentemente son termofílicas. Las polimerasas de ADN mesofílicas preferidas incluyen la polimerasa de ADN T7, la polimerasa de ADN T5, la polimerasa de ADN de fragmento Klenow, la polimerasa de ADN III y las similares. Las polimerasas de ADN termoestables preferidas que se pueden utilizar en los métodos de la presente invención incluyen Taq, Tne, Tma, Pfu, Tfl, Tth, fragmento de Stoffel, VENT™ y polimerasa de ADN DEEPVENT™ y mutantes, variantes y derivados de los mismos (Patente de E.U.A. No. 5,436,149; Patente de E.U.A.
No. 4,889,818; Patente de E.U.A. No. 4,965,188; Patente de E.U.A. No. 5,079,352; Patente de E.U.A. No. 5,614,365; Patente de E.U.A. No. 5,374,553; Patente de E.U.A. No. 5,270,179; Patente de E.U.A. No. 5,047,342; Patente de E.U.A. No. 5,512,462; WO 92/06188; WO 92/06200; WO 96/10640; Barnes, W. M., Gene 112: 29-35 (1992); Lawyer et al., PCR Meth. Appl. 2:275-287 (1993); Flaman et al., Nucle. Acids Res. 22(15): 3259-3260 (1994)). Otros indicadores que se pueden detectar para utilizar en determinadas modalidades contempladas en la presente, incluyen reactivos de afinidad tales como anticuerpos, lectinas, proteínas de receptor de inmunoglobulina Fc (por ejemplo, proteína A Staphylococcus aureus, proteína G u otros receptores Fc), avídita, biotina, otros ligandos, receptores o contrareceptores o sus análogos o miméticos, y los similares, para dichas metodologías de afinidad, los reactivos para mediciones ¡nmunométricas, tales como los anticuerpos o lectínas marcados de forma adecuada, se pueden preparar, incluyendo, por ejemplo, aquellos marcados con radionúclidos, con fluoroporos, con marcas de afinidad, con biotina o secuencias mimétícas de biotina o aquellas preparadas como conjugados de anticuerpos-enzimas (véase, por ejemplo, Weir, D.M., Handbook of Experimental Immunology, 1986, Blackwell Scientifíc, Boston; Scouten, W. H., Methods in Enzymology 135:30-65, 1987; Harlow y Lañe, Antibodies: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988; Haugland, 2002 Handbook of fluorescente probes and research products- ninth ed., Molecular probes, Eugene, OR; Scopes, R.K., Protein purification: principies and practice, 1987, Springer-Veriag, NY; Hermanson, G.T. et al., Immobilized affinity ligand techniques, 1992, academia press, Inc., NY; Luo et al., 1998 J. Biotechnol, 65:225 y las referencias citadas en las mismas). Determinadas otras modalidades de la presente invención se refieren a composiciones y métodos para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica en donde la matriz para almacenamiento en seco contiene por lo menos uno y en determinadas modalidades relacionadas, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez o más indicadores que se pueden detectar, cada uno de los cuales comprende una molécula de marcación de espectrometría de masa/cromatografía de gas que se puede identificar fácilmente y única. Numerosas de dichos marcadores GCMS son conocidos en la materia y se pueden seleccionar para utilizarse solos o en combinación como porciones de identificador que se puede detectar, por ejemplo, para codificar los perfiles espectrométricos GCMS únicos para matrices de almacenamiento separadas en diferentes depósitos del dispositivo de almacenamiento de muestras. A modo de ilustración y no de limitación, las varias combinaciones diferentes de uno, dos o más de dichos marcadores GCMS se pueden agregar a los depósitos individuales en una forma que permite que cada depósito sea identificado con base en la "signatura" GCMS de su contenido, permitiendo de esta manera que cualquier muestra que es removida en forma subsiguiente de un depósito del dispositivo de almacenamiento a ser rastreado de regreso a su depósito de origen con el propósito de ser identificado. Los ejemplos de los marcadores GCMS incluyen a,a,a-trifluorotolueno, a-metilestireno, o-anisidina, cualquiera de un número de análogos de cocaína diferentes, u otros compuestos marcadores GCMS que tienen signaturas GCMS que se pueden identificar fácilmente bajo condiciones definidas, por ejemplo, como los disponibles de SPEX CertiPrep Inc. (Metuchen, NJ) o de SigmaAldrich (St. Louis, MO), que incluyen los productos Supleco® descritos en el catálogo de cromatografía de gas 2005 de Supelco® y disponibles de SigmaAldrich. La matriz que se puede disolver (o disociar) puede ser aplicada a los contenedores de almacenamiento para las muestras biológicas, por ejemplo, mediante contacto o administración un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente a uno o una pluralidad de depósitos de muestra de un dispositivo de almacenamiento como el que se describe en la presente. Por ejemplo, el material de matriz que se puede disolver, puede adherirse fácilmente a tubos y placas elaborados de vidrio o plástico tal como polipropileno, poliestireno u otros materiales. El material que se puede disolver se seca, lo cual puede ser a modo de ilustración no limitante, se logra medíante secado de aire a temperatura ambiente (normalmente dentro del intervalo desde 20°C hasta 30°C, tal como de 22°C, 23°C, 24°C, 25°C) y/o en una temperatura adecuadamente elevada, y/o bajo presión atmosférica reducida (por ejemplo, vacío total o parcial) y/o bajo una corriente de gas adecuada, tal como una corriente de aire filtrado, C02 o un gas inerte, tal como nitrógeno u otro gas de secado adecuado, o mediante otros medios de secado que incluyen liofilización (es decir, secado congelado bajo presión reducida mediante lo cual la sublimación del solvente congelado a la fase de gas transpira). Después del paso de secado para lograr una matriz que es substancialmente seca, lo cual puede ser el secado completo (por ejemplo, con significado estadístico, todo o substancialmente todo el solvente que se puede detectar se ha removido) o; si se desea, para lograr únicamente el secado parcial, e material de matriz que se puede disolver/disociar está lista para aceptar la muestra biológica a ser almacenada. En determinadas modalidades preferidas, una matriz que es substancialmente seca, se provee para el almacenamiento substancialmente seco de una muestra biológica, la cual incluye el almacenamiento de una matriz que se ha combinado con una muestra y a partir de la cual, con significado estadístico, todos o substancialmente todos los solventes que se pueden detectar han sido removidos. Preferentemente y en determinadas modalidades en las cuales pueden variar de acuerdo con la naturaleza de la muestra a ser almacenada y sus usos pretendidos, mayor que 75%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, 90% 91 %, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% del solvente que se puede detectar se ha removido con el propósito de almacenamiento substancialmente en seco. El material biológico provisto en o derivado de una muestra biológica, también se puede agregar a los depósitos o tubos en combinación con la matriz de almacenamiento en forma líquida (por ejemplo, mediante el contacto simultánea del depósito de mesura con la muestra y la matriz disuelta o disociada en un solvente), permitiendo que proceda el secado del material biológico y el material de matriz al mismo tiempo, por ejemplo, para llegar a una matriz para el almacenamiento substancialmente seco provisto en la misma. La matriz que se puede disolver, en las modalidades preferidas, no interfiere con las reacciones bioquímicas, de tal manera que los pasos de purificación pueden no ser requeridos para separar la matriz de la muestra biológica antes del procesamiento adicional de la muestra, por ejemplo, antes de la ejecución de las reacciones bioquímicas, tales como ensayos y los similares, en los depósitos del dispositivo de almacenamiento de muestras. Las condiciones del regulador en la muestra que se puede disolver pueden ser ajustadas, de tal manera que sean mayores que por lo menos el 90 por ciento, preferentemente mayores que el 95 por ciento, más preferentemente mayores que el 96, 97, 98 o 99 por ciento de la actividad biológica (por ejemplo, actividad enzimática o afinidad de actividad, o integridad estructural u otra actividad biológica como las descritas en la presente y conocidas en la materia) de la muestra biológica es mantenida a partir de la reconstitución del solvente (por ejemplo, rehidratación con agua), eliminando la necesidad de remover de manera laboriosa la muestra del contenedor de almacenamiento y transferirla a un regulador de reacción en un contenedor separado. Determinadas modalidades de la invención, proveen en correspondencia la ventaja inesperada de eliminar la necesidad de alícuotas por separado y/o calibrar determinados reactivos biológicos cada vez que una muestra almacenada se someterá a ensayo. Otros ejemplos no limitantes de los materiales de matriz que pueden utilizarse como materiales de matriz de almacenamiento en seco incluyen materiales que comprenden uno o más de policarbonato (por ejemplo, papeles de celulosa, tales como papel FTA™, Whatman Corp., Froham Park, NJ), acetato de celulosa, nitrato de celulosa, nitrocelulosa, azarosa, azarosa reticulada, tal como azarosa 2-3,dibromopropanol-retículada, 3,6-anhidro-L-galactosa, dextranos y otros polisacáridos que incluyen polisacáridos reticulados en forma química tales como dextrano reticulado por epiclorohidrina o dextrano de N,N'-metilenobisacrilamida reticulada, vidrio de microfíbra de borosilicato, fibra de vidrio, asbestos, polímeros y plásticos tales como polipropileno, poliestireno, fluoruro de polivinilideno (PVDF), nylon, polisulfona, poliétersulfona, politetrafluoroetileno, y derivados de estos materiales (por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 5,496,562) así como otros materiales similares como los conocidos en la materia, o como pueden ser determinados fácilmente para ser adecuados para utilizarse en los dispositivos y métodos descritos en la presente con base en la presente descripción. Véase también, por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 5,089,407; la Patente de E.U.A. No. 4,891 ,319, la Patente de E.U.A. No. 4,806,343 y la Patente de E.U.A. No. 6,610,531. El material de matriz puede ser tratado para almacenamiento y preservación de los materiales biológicos. Está bien documentado que el ajuste de las condiciones del regulador y la adición de químicos y enzimas y otros reactivos puede estabilizar el ADN y ARN (por ejemplo, Sambrook, et al., 1989; Current protocols, nucleic acid chemistry, Molecular Biology, Wiley and Sons, 2003) y/o proteínas, enzimas y/u otros materiales biológicos (por ejemplo, sangre, tejido, fluidos corporales) contra la degradación de las enzimas, proteasas y factores ambientales (por ejemplo, Current Protocols, Proteín Sciences, Cell Biology, Wiley and Sons, 2003). Las composiciones de matriz para almacenamiento en seco y los métodos para su uso que combinan determinados componentes químicos para proveer efectos benéficos en la muestra biológica, también están contempladas y pueden variar de acuerdo con las muestras particulares y los usos de las mismas. Diversos de dichos componentes químicos pueden incluir aunque, no están limitados a un regulador con la capacidad de mantener un nivel de pH deseado, como puede ser seleccionado por aquellos familiarizados con la materia, por ejemplo, los reguladores comprenden Tris, citrato, acetato, fosfato, borato, HEPES, MES, MOPS, PIPES, carbonato y/o bicarbonato u otros reguladores (véase, por ejemplo, Calbiochem®, Biochemicals & Immunochemicals Catalog 2005/2005, pp. 68-69 y las páginas citadas en el mismo, EMD Biosciences, La Jolla, CA) y los solutos adecuados tales como sales (por ejemplo, KCl, NaCI, CaCI2, MgCI2, etc.) para mantener, preservar, mejorar, proteger o de otra manera promover uno o más componentes de muestras biológicas (por ejemplo, biomoléculas), reguladores de actividad que pueden ser seleccionados y optimizados para actividades particulares de biomoléculas especificas tales como hibridación de ácido nucleico o actividades de enzimas, anticuerpos u otras proteínas, u otros reguladores, por ejemplo, regulador Tris (THAM, Trimetanol, 2-amino-2-(hidroximetíl)-1 ,2-propano diol), regulador Tris-EDTA TE), regulador de citrato sodio/cloruro de sodio (SSC), MOPS/acetato de sodio/regulador EDTA (MOPS), ácido etilenodiamina tetraacético (EDTA), regulador de acetato de sodio a pH fisiológico, y los similares. Otros componentes químicos que pueden estar incluidos en las matrices de almacenamiento en seco incluyen ácido etílenodiamina tetraacético (EDTA), inhibidor de ribonucleasa de placenta humana, inhibidor de ribonucleasa de bovino, inhibidor de ribonucleasa de porcino, dietilo policarbonato, etanol formamida, guanidino tiocianato, complejos vanadíl-ribonucleósído, macaloide, proteínasa K, heparina, ion de hidroxilamina-oxígeno-cúprico, bentonita, sulfato de amonio, ditíotretiol (DTT), beta-mercaptoetanol o anticuerpos de inhibición específicos. Por consiguiente, determinadas modalidades de la presente invención contemplan una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente, por lo menos un estabilizador, y una composición de tratamiento de muestras. La composición de tratamiento de muestras puede comprender un regulador de actividad como el que se describe a continuación y/o la composición de tratamiento de muestras puede comprender uno o más de un regulador de lisis celular, un agente para atrapar radicales libres, un agente para desnaturalizar muestras y un agente para neutralizar patógenos. Como lo proveen estas modalidades, la matriz de almacenamiento en seco puede comprender de esta manera un grupo de componentes preparados para realizar un tratamiento deseado en una muestra biológica cuando la muestra es introducida a la matriz, por ejemplo, en las modalidades en las que el paso de contacto de la muestra con la matriz ocurre en forma simultánea con, o inmediatamente antes de, la rehidratación o reconstitución de solvente de la matriz seca. Además, en determinadas modalidades contempladas cualquier regulador (que incluye un regulador de actividad, un regulador de lisis celular, etc.), aditivos, composición de tratamiento de muestras o matriz de almacenamiento en seco descrito en la presente, puede ser diseñado y/o configurado de tal manera que después de secar la matriz de almacenamiento, únicamente se pude agregar agua para obtener un solvente funcional, bíocompatible reconstituidos a partir del cual recuperar la muestra biológica. Un regulador de actividad puede comprender un solvente o solución en forma líquida, que incluye un concentrado, o uno o más ingredientes secos los cuales, cuando son reconstituidos con, disueltos en y/o diluidos con uno o más solventes adecuados (por ejemplo, normalmente agua o de manera alternativa, un alcohol, tal como metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, butanol, etc., un solvente orgánico, tal como dimetilsufóxido, acetonitrilo, fenol, cloroformo, etc., u otro solvente) según sea adecuado para el uso pretendido, tiene como resultado un líquido que es adecuado para un uso deseado de la muestra biológica, tal como una caracterización funcional o estructural de uno o más componentes de la muestra. Los ejemplos no limitantes de dichos usos pueden incluir determinar una o más actividades enzimátícas, determinar las interacciones de enlace intermolecular, detectar la presencia de un polinucleotido específico o secuencia de aminoácido o de un epítope definido inmunológicamente o de una estructura de oligosacárido, detección de virus o de células microbianas particulares o de células humanas o animales, determinar los metabolitos o catabolitos particulares, etc., todos los cuales pueden lograrse utilizando las condiciones que son definidas y conocidas por aquellos expertos en la materia relevante, incluyendo las condiciones adecuadas que pueden ser provistas a través de poner en contacto la muestra con un regulador de actividad adecuado. Un regulador de lisis celular puede ser cualquier composición que es seleccionada para lisar (es decir, deteriorar un límite de membrana de) una célula u organuelo, y muchas de dichas formulaciones son conocidas en la materia, con base en los principios de choque osmótico (por ejemplo, choque hipotónico) y/o deterioro de una membrana celular, tal como una membrana de plasma a través del uso de un agente tensoactivo, tal como un detergente (por ejemplo, Tritón®, X-100, Nonidet® P-40, sulfato dodecilo de sodio, deoxicolato, octíl-glucopiranosido, betaínas, o los similares) y/o un sistema de soluto (por ejemplo, urea, clorhidrato de guanidina, isotiocianato de guanidino, concentración de sal alta). Numerosos reguladores de lisis celular son conocidos y pueden ser seleccionados en forma adecuada como una función de la naturaleza de la muestra biológica y de la biomolécula(s), actividades biológicas o estructuras biológicas que son recuperadas en forma deseable, las cuales también pueden, en algunas modalidades incluir la selección de los reguladores de pH adecuados, inhibidores biológicos o bioquímicos e indicadores que se pueden detectar. De manera similar, los desnaturalizantes de muestra pueden variar como una función de la muestra biológica y la matriz de almacenamiento en seco, aunque pueden incluir un agente que altera de manera no covalente (por ejemplo, con significado estadístico en relación con un control adecuado tal como una muestra no tratada) por lo menos uno de la conformación tridimensional, estructura cuaternaria, terciaria y/o secundaria, grado de disolución, perfil de carga de superficie, perfil de capacidad hidrófoba de superficie o capacidad de formación de enlace de hidrógeno de una biomolécula de interés en la muestra. Los ejemplos de desnaturalizantes de muestras incluyen chaotropos (por ejemplo, sales de urea, guanidina, tiocianato), detergentes (por ejemplo, dodecil sulfato de sodio), condiciones de sal altas u otros agentes o combinaciones de agentes que promueven las condiciones de desnaturalización. Los agentes para atrapar radicales libres para utilizar en determinadas modalidades pueden incluir a cualquier agente que tenga la capacidad de absorber de manera estable un electrón de radical libre desparejado de un compuesto reactivo, tal como especies de oxígeno reactivas (ROS), por ejemplo, superóxído, peroxinitrito o radicales hidroxílo, y potencialmente otras especies reactivas y antioxidantes que representan a los agentes par atrapar radicales libres de ejemplo. Por consiguiente, una variedad amplia de agentes para atrapar radicales libres conocidas están disponibles comercialmente y pueden seleccionarse para la inclusión en determinadas modalidades de las composiciones y métodos descritos ahora. Los ejemplos incluyen ascorbato, beta-caroteno, vitamina E, licopeno, ter-nitrosobutano, alfa-fenil-ter-butilnitrona, 5,5-dimetilpirrolidina-N-óxido, y otros, como los que se describen en, por ejemplo, Halliwell y Gutterídge (Free radicáis in biology and medicine, 1989 Clarendon Press, Oxford, UK, Capítulos 5 y 6); Vanin (1999 Meth. Enzymol. 301 :269); Marshal (2001 Stroke 32:190); Yang et al. (2000 Exp. Neurol. 163:39); Zhao et al. (2001 Brain Res. 909:46); y en otros lugares. Como se observó anteriormente, determinadas modalidades contemplan la inclusión de un agente para neutralizar patógenos en las composiciones y métodos descritos actualmente, las cuales incluyen a cualquier agente que tenga la capacidad de neutralizar, deteriorar, impedir, inhibir, bloquear, evitar, contrarrestar, reducir, disminuir o de otra manera bloquear cualquier efecto patogénico completamente o parcialmente, aunque en cualquier caso en una forma que tenga un significado estadístico en relación con un control adecuado, tal como una bacteria, virus, hongo, parásito, prión, levadura, protozoario, agente infeccioso o cualquier otro agente microbíológico que provoca una enfermedad o padecimiento en humanos o animales vertebrados. Las personas familiarizadas con la materia relevante reconocerán a los agentes para neutralizar patógenos adecuados para utilizar de acuerdo con la presente descripción. Los agentes de ejemplo incluyen azida de sodio, borato, hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno u otros agentes de oxidación, dicloroisocianurato de sodio, etanol, isopropanol, antibióticos, fungicidas, análogos de nucleósido, compuestos antivirales, y otros microbicidas; estos y otros pueden ser seleccionados de acuerdo con las propiedades de la muestra biológica particular de interés. Como se explica a continuación, cada depósito de un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas típico, en el cual la matriz de almacenamiento en seco descrito actualmente se puede utilizar, mantiene desde aproximadamente 5 µl hasta aproximadamente 100 µl de material de muestras líquidas, preferentemente desde aproximadamente 10 µl hasta aproximadamente 30 µl de material de muestras líquidas. Las cantidades de las muestras pueden variar desde aproximadamente 0.01 µg hasta aproximadamente 1000 µg de ADN, ARN, proteína, sangre, orina, virus, bacteria, células, tejido, extracto celular, extracto de tejido, metabolitos, químicos u otros materiales. La aplicación de muestra es a través del marcado directo y puede ser automatizado. Los depósitos de marcado pueden ser provistos con un indicador que se puede detectar, tal como un indicador de color que cambia el color indicando un depósito ocupado. El cambio de color se puede lograr agregando un agente de color. Por ejemplo, el tinte rojo ponco, amarillo Nitrazina, Azul de Brom Thymol, Verde Bromocresol, Naranja Metilo, rojo Congo, Bromoclorofenol, se pueden depositar con o antes de, subsiguiente al material de muestra, o tratando el material de matriz antes o después de la deposición de material de muestra dentro del depósito. Un reactivo de color dependiente del pH puede aplicarse de manera que el color cambia después de la deposición de una muestra con un pH biológico de 6.5 hasta 8.5 sobre la matriz dentro del depósito. Los depósitos marcados se secan dentro de un período de tiempo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 minutos a temperatura ambiente o dentro de un período de tiempo desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 minutos a temperatura elevada. El ADN puede ser recuperado a través de la rehidratación del depósito por hasta aproximadamente desde 50 hasta aproximadamente 80 veces. El reactivo de rehidratación puede ser una solución o regulador de muestra, por ejemplo, uno que tiene un pH biológico de 6.5 - 8.5, tal como un regulador Tris, regulador tris-EDTA (TE), regulador de cloruro de sodio/citrato de sodio (SSC), regulador MOPS/acetato de sodío/EDTA (MOPS), regulador de acetato de sodio, u otro regulador como el que se describe en la presente y conocido en la materia. El diseño de dispositivo de almacenamiento en seco se puede aplicar sin modificaciones adicionales para el almacenamiento de muestras biológicas, que incluye, por ejemplo, ADN genómíco purificado de bacterias, levaduras, humanos, animales, plantas y otras fuentes. Con la modificación adicional, tal como, aunque sin limitarse al recubrimiento de filtros con agentes de desnaturalización para proteasas, el dispositivo de almacenamiento en seco también se puede utilizar para muestras de bacterias, muestras bucales, tejido de biopsía, semen, orina, sangre, proteínas y otras muestras. Las modalidades relacionadas están dirigidas a equipos que comprenden el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas como el que se describe en la presente, junto con uno o más reactivos auxiliares que pueden ser seleccionados para los usos deseados. Opcionalmente, el equipo puede incluir también una caja, estuche, jarra, barril, cajón, gabinete, cartón, vehículo, manija, anaquel, bandeja, charola, tanque, bolsa, sobre, manga, alojamiento o los similares, tales como cualquier otro contenedor adecuado. Los reactivos auxiliares pueden incluir uno o más solventes o reguladores como los descritos en la presente y conocidos en la materia y pueden en algunas modalidades incluir un regulador de actividad.
El dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas El dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas ("dispositivo de almacenamiento") de la presente invención está comprendido de un placa de muestras y una tapa. Las dimensiones del dispositivo de almacenamiento pueden ser desde aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de alto, y desde aproximadamente 80 mm hasta aproximadamente 200 mm de largo, y desde aproximadamente 60 mm, hasta aproximadamente 150 mm de ancho. Preferentemente, el dispositivo de almacenamiento tiene una altura desde aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 15 mm, una longitud desde aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm, y un ancho desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm. El dispositivo de almacenamiento puede estar elaborado de polipropileno de color y puede mantener tantos como 96, 384, 1536 o más depósitos de muestras. Cada dispositivo de almacenamiento tiene su propia tapa sellado hermética. El dispositivo de almacenamiento puede ser fabricado mediante moldeo por inyección y puede estar elaborado de una pieza o de piezas múltiples. En las modalidades preferidas y como se describe en la presente descripción el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas está configurado para utilizarlo en un sistema para procesar datos de muestras que comprende un interfase de radio de frecuencia entre el dispositivo de almacenamiento y un sistema implementado por computadora para recibir, almacenar y/o transmitir datos. Los datos pueden pertenecer al dispositivo de almacenamiento y/o a la una o más muestras biológicas contenidas en el mismo. De acuerdo con determinadas modalidades relacionadas, por consiguiente, el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende por lo menos un dispositivo transmisor de satélite de radio frecuencia como el que se describe en la presente invención, el cual puede ser un componente integral del dispositivo de almacenamiento y/o puede estar fijo a una superficie exterior o interior del dispositivo de almacenamiento. Adicionalmente o de manera alternativa, el dispositivo de almacenamiento puede estar etiquetado con un código de barras, y/o puede contener opcionalmente uno o más campos para codificación utilizando plumas marcadoras que no se pueden borrar, y/o puede opcionalmente incluir un protocolo de manejo impreso. El material plástico de la placa de muestras puede ser desde aproximadamente 1/10 de un mm hasta aproximadamente 2 mm de espesor, transmite calor al instante, y es resistente al calor hasta aproximadamente una temperatura de 100°C. La placa de muestras contiene áreas o depósitos de mantenimiento con una huella que preferentemente es de forma redonda aunque, también puede ser cuadrada, rectangular, alargado o de cualquier otra forma. La porción del fondo de los depósitos puede ser plana, cónica, cilindrica o redonda o de cualquier otra forma. Los bordes de los depósitos pueden ser de forma cilindrica, cónica o de otra forma. El número de depósitos puede ser tan bajo como 1 depósito por placa de muestras tan grande como varios miles. Más preferentemente existen desde aproximadamente 96 hasta aproximadamente 384 depósitos localizados en la placa de muestras. El depósito de muestras puede también estar dividido en grupos de 1 , 4 y 8 depósitos que pueden estar ajustados dentro de la placa de muestra estándar descrito en la presente. Los depósitos están dispuestos en filas en la placa. Para las placas con 96 depósitos una fila contiene 8 depósitos. Un aspecto único es que la placa de muestras puede ser una bandeja que acepte un número de portaobjetos de muestras individuales que tenga una pluralidad de depósitos variados. Cada diapositiva se ajusta dentro de la bandeja y permite el almacenamiento de un número variado de depósitos en una placa simple. La superficie inferior de los depósitos es delgada, preferentemente con un espesor desde aproximadamente 1/10 de un mm hasta aproximadamente 2 mm. Está contemplado que la presente invención será de mayor valor en el análisis de alto rendimiento; es decir, en una prueba automatizada o analizada de un gran número de muestras biológicas. Tiene un valor particular, por ejemplo, en la clasificación de bibliotecas de productos sintéticos o naturales para compuestos activos. Los aparatos y métodos de la presente invención son por lo tanto dóciles para automatizar, rentables para probar muestras biológicas de rendimiento total alto, o analizar fármacos y tienen aplicación inmediata en un intervalo amplio de programas de desarrollo de fármacos farmacéuticos. En una modalidad preferida de la presente invención, los depósitos están organizados en un formato de análisis de rendimiento total alto, tal como un formato de placa de 96 depósitos, u otro conjunto de elementos bidimensional regular, tal como un formato de placa de 96 depósitos, u otro arreglo bidimensional regular, tal como un formato de 1536 o 384 depósitos. Por consiguiente, para el análisis de rendimiento total alto el formato es preferentemente dócil a la automatización. Es preferido, por ejemplo, que un aparato automatizado para utilizarse de acuerdo con las modalidades de análisis de rendimiento total alto de la presente invención esté bajo el control de una computadora u otro controlador programable. El controlador puede monitorear de manera continua los resultados en cada paso del procedimiento, y puede alterar de manera automática los paradigmas de prueba en las respuestas para esos resultados.
Normalmente, y en determinadas modalidades preferidas tales como el análisis de rendimiento total alto de fármaco, los agentes candidatos son proporcionados como colección o "bibliotecas" de compuestos, composiciones o moléculas. Dichas moléculas normalmente incluyen los compuestos conocidos en la materia como "moléculas pequeñas" y que tienen pesos moleculares menores que 105 daltons, preferentemente menores que 104 daltons y aún más preferentemente menores que 103 daltons. Los agentes candidatos además pueden ser proporcionados como elementos de una biblioteca combinatoria, la cual, preferentemente incluye agentes sintéticos preparados de acuerdo con una pluralidad de reacciones químicas previamente determinadas ejecutadas en una pluralidad de contenedores de reacción, los cuales pueden ser proporcionados como depósitos en un dispositivo de almacenamiento de acuerdo con la presente descripción. Por ejemplo, varios compuestos de partida pueden ser preparados empleando una o más síntesis de fase sólida, registrando en forma aleatoria metodologías de mezcla y técnicas de división de reacción registradas que permiten que un constituyente determinado experimente en forma que se puede rastrear una pluralidad de permutaciones y/o combinaciones de condiciones de reacción. Los productos resultantes comprenden una biblioteca que puede ser analizada seguida por la selección iterativa y los procedimientos de síntesis, tales como una biblioteca de combinación sintética de péptidos (véase, por ejemplo, el documento PCT/US91/08694 y PCT/US91/04666) u otras composiciones que pueden incluir moléculas pequeñas como las que se proporcionan en la presente (véase, por ejemplo, el documento PCT/US94/08542, EP 0774464, la Patente de E.U.A. No. 5,798,035, la Patente de E.U.A. No. 5,789,172, la Patente de E.U.A. No. 5,751 ,629). Aquellos expertos en la materia apreciarán que una variedad de clasificaciones diversas de dichas bibliotecas se puede preparar de acuerdo con los procedimientos establecidos que utilizan dispositivos de almacenamiento como los descritos en la presente, y/o probados utilizando los dispositivos y métodos de prueba de acuerdo con la presente descripción. Por ejemplo, los miembros de una biblioteca de compuestos de prueba pueden ser administrados a una pluralidad de muestras biológicas en cada una de la pluralidad de depósitos en un dispositivo de almacenamiento de muestras para utilizar como un conjunto de elementos de análisis de rendimiento total alto como el que se proporciona en la presente. Los depósitos pueden acomodar una muestra biológica o un material biológico en la forma de material ya sea líquido o sólido o ambos. El material de matriz sólida, tal como, aunque no limitado a material similar a esponja .sílice, polvo de sílice, papel de filtro de sílice, polvo absorbente, o papel de filtro u otros materiales de matriz como los que se describen en la presente invención que pueden ser agregados a los depósitos y permitirán la introducción de materiales biológicos, de acuerdo con una la teoría no limitada, por absorción, adsorción, enlace específico o no específico u otro mecanismo de unión, que incluye aquellos que involucran la formación de enlaces químicos covalentes y/o no covalentes y/o interacciones asociativas intermoleculares tales como interacciones hidrófilas y/o hidrófobas, formación de enlaces de hidrógeno, interacciones electrostáticas y las similares. El material de matriz puede estar integrado en el procedimiento de producción de la unidad de placa de muestras, o unidos a través de las interacciones adhesivas o acuñadas dentro del depósito, o introducidas más tarde dentro de los depósitos antes de, o simultáneo con, o subsiguiente a la introducción de una o más muestras biológicas dentro de uno o más depósitos. El borde de los depósitos puede ser recto o puede contener bordes sobresalientes. Los bordes sobresalientes pueden en determinadas modalidades retener el material de matriz dentro de los depósitos con o sin interacciones adhesivas. El almacenamiento de líquido puede ser logrado a través de la forma cónica inversa de los depósitos con una abertura pequeña sobre la superficie de la placa del fondo. Una forma cónica inversa retendrá el líquido dentro de los depósitos de un modo a prueba de derramamiento. La tapa puede ser, ya sea plana o tener protuberancias que se ajustan dentro de los depósitos de la placa de muestras del fondo. La tapa y la placa de muestras cerca de cualquiera a través de un ajuste ceñido de la placa de muestras y la tapa, o proporciona una junta de cierre hermética o una protección de material que se puede comprimir. La junta puede ser ya sea colocada alrededor del perímetro de la placa de muestras y la tapa o alrededor de cada depósito único. La junta puede estar unida a la placa de muestras o a la tapa. Preferentemente, la junta está localizada en un borde, o pegada a la tapa utilizando un material adhesivo. Un ajuste hermético puede ser logrado insertando la protuberancia desde la tapa como un sello de precisión dentro de los depósitos de placa de muestra. La placa de muestras puede ser conectada a la tapa a través de un sistema de bisagra, ubicado sobre uno de los lados de la unidad de almacenamiento, aunque también puede estar ubicado sobre los dos lados opuestos. La bisagra conecta las dos unidades y permite la abertura y cierre de la unidad de almacenamiento. El dispositivo puede ser producido a partir de material plástico, mientras que el tipo de plástico puede ser determinado dependiendo de su aplicación. La bisagra o bisagras permiten la remoción de la tapa de la placa de muestras. El cierre de la tapa y la placa de muestras para el almacenamiento a largo plazo del material biológico, pueden en determinadas modalidades preferidas ser lograr a través de adhesión magnética, aunque otros medios para cerrar la tapa dentro del placa pueden también ser empleados de acuerdo a otras modalidades contempladas de acuerdo con la presente descripción, que incluye, como ejemplos no limitados, broches de presión, sellos, adhesivos, ganchos y aros, cierre de roscas, solenoides, cierres frustrocónicos, bayonetas, cierres de pellizco, broches y los similares, u otros medios de cierre. La placa de muestras y tapa de la unidad de almacenamiento, de esta manera, en la modalidad preferida, contiene magnetos que pueden estar en forma de chapa magnética o en la forma de magnetos pequeños ubicados dentro de la placa de muestras y la tapa del dispositivo de almacenamiento. La atracción magnética entre la placa de muestras y la tapa es lo suficientemente fuerte para permitir el sello hermético de la placa de almacenamiento, aunque no tan fuerte como para evitar la abertura fácil, o enroscar o deformar la placa de muestras cuando la tapa es abierta. El cierre magnético puede ser utilizado para unir otros dispositivos a la unidad de almacenamiento que permiten el procesamiento de material biológico antes de la deposición dentro de la unidad de almacenamiento. La atracción magnética de la unidad de almacenamiento puede ser utilizada para unir el dispositivo de almacenamiento a los dispositivos adicionales debajo de la unidad. El magnetismo es el mecanismo de conexión de la unidad básica a otros dispositivos o unidades. El dispositivo de almacenamiento preferentemente comprende por lo menos una identificación y etiqueta de datos de almacenamiento, tal como un dispositivo repetidor de satélite de radio frecuencia o "etiqueta RF", para utilizarla como parte de una interfase de comunicación de radio frecuencia entre el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas y los sistemas implementados por computadora descritos en la presente. Determinadas modalidades contemplan la inclusión de una pluralidad de etiquetas RF dentro o sobre el dispositivo de almacenamiento. El dispositivo de almacenamiento puede también, de acuerdo con determinadas modalidades, comprender partes de reconocimiento visual. Los diferentes depósitos pueden, por ejemplo, estar numerados y marcados a través del grabado al aguafuerte los números y letras sobre placa de muestras o a través de la aplicación de un procedimiento de impresión. De manera opcional, por lo menos un lado de la placa de muestras puede tener un código de barras adjunto o grabado sobre su superficie. La tapa del dispositivo de almacenamiento puede tener un área para notas y comentarios escritos de cualquier tipo. Adícionalmente, la superficie superior de la tapa puede también tener un código de barras, que duplica el código de barras de la placa de muestras. El código de barras doble permite la identificación única del material biológico y la asociación de la placa de muestras y la tapa. Las etiquetas RF múltiples y/o sitios de códigos de barras múltiples pueden proporcionar un mecanismo de seguridad en caso de que uno de estos dispositivos de almacenamiento de identificación/datos, lleguen a ser separados, dañados o no legibles de otra manera.
Dispositivo de almacenamiento en seco El dispositivo de almacenamiento puede ser modificado para almacenamiento en seco de las muestras a través de uno o más cambios al diseño del depósito. La contaminación cruzada a través de los depósitos a través del derramamiento, mientras que se abre y cierra los depósitos, se puede evitar mediante un diseño que provee una abertura pequeña sobre la parte superior del depósito mientras que retiene el líquido en el depósito a través de la superficie de tensión. La abertura pequeña sobre la parte superior del depósito puede ser provista a través de un diseño de cono inverso o a través de aletas plásticas que se proyectan desde la parte superior del depósito dentro del espacio abierto reduciendo la abertura general de cada depósito. El dispositivo de almacenamiento en seco es fabricado mediante moldeo por inyección y puede ser elaborado en una pieza o en dos piezas similares al dispositivo de almacenamiento. El dispositivo de almacenamiento en seco soporta temperaturas que varían desde aproximadamente -80°C hasta aproximadamente 100°C.
Módulo del depósito de tira Todos los dispositivos y aplicaciones descritos en la presente invención pueden ser utilizados en un formato de depósito de tira ya sea de 1 , 4 u 8 tiras de depósito. El módulo del depósito de tira tiene la misma huella o huella básica similar a la del dispositivo de almacenamiento. Esto permite el almacenamiento de números de muestras más pequeños que la unidad de placa 96 depósitos. El diseño modular permite la unión de las tiras de depósito a una plataforma de base delgada. Una tira puede contener ya sea 1 , 4 u 8 depósitos. Las tiras pueden estar unidas a una placa de base delgada, ya sea a través de interacciones magnéticas o a través de grapas presentes en el extremo de las tiras. La altura de una tira, que incluye el espesor de la placa de base, es igual a una unidad de almacenamiento básica regular, de modo que la tapa de la unidad permite el cierre del dispositivo.
El dispositivo de presión El dispositivo de presión de la presente invención está comprendido de varios módulos, los cuales incluyen el dispositivo de almacenamiento de muestras descrito anteriormente, una unidad de filtro, una unidad de placa de presión y un sistema de aire presurizado. Todas las unidades son de igual dimensión, equivalentes a un estándar placa de muestras biológica de 96 depósitos, 384 depósitos o de 1535 depósitos. Las dimensiones del dispositivo de presión son desde aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de altura, desde 80 mm hasta 200 mm de longitud, y desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 150 mm de ancho. Preferentemente, el dispositivo de presión tiene una altura desde aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 20 mm, una longitud desde aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm, y un ancho desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm, aunque también puede tener dimensiones más pequeñas para acomodar los números de muestra pequeños, o sistemas de muestra más pequeños. Todos los módulos pueden variar en dimensión dependiendo del tamaño de la dimensión del dispositivo de almacenamiento de muestras, mientras que el número de los depósitos puede ser tan bajo como 1 depósito por placa de muestra y de tantos como decenas de miles. Más preferentemente puede ser provisto de 96 o 384 depósitos en la placa de muestra y procesados a través de cada una de las unidades de placa de presión. El número de depósitos de muestra de cada dispositivo de presión también puede ser dividido en grupos de 1 , 4 y 8 depósitos que pueden ser ajustados en el dispositivo de muestra estándar descrito en la presente invención. El dispositivo de presión está elaborado de material plástico de color o de, metal o de combinaciones de ambos. El cuerpo del dispositivo de presión y sus módulos están elaborados mediante moldeo por inyección o maquinado mecanizado o una combinación de ambos. La unidad de filtro puede ser unida al dispositivo de presión y al dispositivo de almacenamiento de muestras y a cualesquiera otros dispositivos descritos en la presente por medio de fuerzas magnéticas. Una abrazadera adicional puede ser proporcionada para ayudar a resistir la presión del aire durante la operación. La unidad de filtro puede estar elaborada de material sólido de color tal como polipropileno, acrílico y contener papel o una matriz de sólido para filtración. Preferentemente, la unidad de filtro tiene un espesor desde aproximadamente 1 mm hasta aproximadamente 15 mm dependiendo en el sustrato utilizado para la filtración. La unidad de filtro tiene el número adecuado de orificios/ranuras que se ajustan sobre un dispositivo de almacenamiento de muestras y mantienen 96, 384, 1536 o más orificios de depósito de muestras. Cada unidad de filtro tiene su propia tapa selladora hermética. El borde de los orificios puede ser ya sea rectos o pueden contener extremos con proyecciones. Los bordes con proyecciones pueden retener el material de la matriz dentro de los orificios con o sin interacciones adhesivas.
Cada orificio dentro de la unidad de filtro puede contener materiales de matriz, tales como, aunque sin limitarse a material similar a esponja, sílice, polvo absorbente y papel de filtro para la filtración de los materiales biológicos, tales como, aunque sin limitarse a sangre, bacterias, ADN genómico, ADN mitocondrial, productos PCR, ADN clonado, proteínas, ARN, proteínas, minerales o químicos. Las matrices pueden ser seleccionadas para soportar el procesamiento de las muestras biológicas, por ejemplo, a modo de ilustración y no de limitación, uno o más de purificación de ADN, amplificación de PCR, fraccionamiento del tamaño de la muestra (por ejemplo, con base en el tamaño molecular o tamaño celular), procesamiento de suero, procesamiento de sangre, purificación de proteína y clasificación celular. Los materiales de matriz pueden ser, ya sea integrados en el procedimiento de producción de la unidad de placa de muestras, o unidos a través de interacciones adhesivas o acuñados en los orificios. Las matrices son preparadas utilizando la tecnología estándar necesaria para elaborar filtros de fraccionamiento de tamaño, o material tratado para degradar o retener las fracciones biológicas no deseadas (por ejemplo, Current protocols, molecular biology, Wiley and Sons, 2003). Los materiales de matriz también pueden ser tratados con anticuerpos, lectinas u otra afinidad, selección de carga, ¡ón selectivo, grupo selectivo (por ejemplo, funcionalidades amino o carboxilo) moléculas hidrófobas, hidrófilas o moléculas de otra selectividad o los similares para retener las fracciones del material de muestra, y/o con entidades químicas pequeñas que confieren las funciones o funcionalidades biológicas o químicas deseadas (véase, por ejemplo, el documento Current protocols in molecular biology, John Willey and Sons, 2003; Scopes, R.K., Protein purification: principies and practice, 1987, Springer-Verlag, NY; Weir, D.M., Handbook of experimental immunology, 1986, Blackwell Scientific, Boston; y Hermanson, G.T., et al., Immobilized affinity ligand techniques, 1992, Academia press, Inc., California). Los materiales de matriz pueden ser tratados previamente para preservar el material biológico mediante la regulación de las condiciones del regulador y mediante la modificación de los aditivos, estabilizadores o reactivos de degradación químicos (por ejemplo, Sambrook, et al., 1989; Current protocols, Nucleic acid chemistry, proteín science, molecular biology, cell biolgy, Wiley and Sons, 2003). Cada orificio puede procesar desde aproximadamente 5 µl hasta aproximadamente 1000 µl de volumen de muestra. Las cantidades de muestra pueden variar desde aproximadamente 0.1 µg de ADN hasta aproximadamente 1000 µg de DNA, RNA, proteína, sangre, orina, virus, bacterias, células, tejido, extracto celular, extracto tisular, metabolitos, químicos u otros materiales. La aplicación de muestras es a través del marcado directo y puede ser automatizado. La unidad de placa de presión, aplica aire a presión desde la parte superior a los orificios de la unidad de filtro y fuerza la muestra a través de las matrices dentro del depósito del dispositivo de almacenamiento localizado debajo. La presión puede ser aplicada desde un sistema de aire del laboratorio presurizado o una bomba de aire presurizado. La unidad de presión puede ser aplicada para introducir a través de la presión superior, los reactivos dentro de los depósitos del dispositivo de almacenamiento de muestras, el dispositivo PCR, el dispositivo de formación de secuencia, el dispositivo de análisis de restricción, el dispositivo de cristalografía de proteína, el dispositivo de diagnóstico, y el dispositivo de depósito de cinta. La unidad de placa de presión es provista con orificios que conectan todos los orificios a una entrada de aire. La entrada de aire está unida a una válvula que tiene un sello hermético de aire que conecta la unidad de placa de presión a una fuente de aire presurizada. La unidad de presión se une a una fuente de aire, girando y asegurando la válvula. La válvula también puede estar unida a un calibrador de presión que indica la presión requerida para cada unidad de filtro específica. Todos los módulos para el dispositivo de presión descritos en la presente descripción, preferentemente son herméticos para lograr el sello que soporte la presión requerida para forzar la muestra a través del sistema de filtro en los depósitos de almacenamiento. Cada módulo puede ser plano o tener proyecciones que se ajustan de manera exacta dentro del módulo contiguo. Un ajuste hermético es creado mediante el uso de una junta o una protección de material que se puede comprimir. La junta puede ser colocada, ya sea alrededor del perímetro de cada unidad o alrededor de cada depósito único. Preferentemente, la junta está localizada en un borde, o fija a la tapa utilizando un material adhesivo. Un ajuste hermético puede ser logrado insertando las proyecciones de cada unidad como un sello de precisión dentro de la unidad a la que será unido a la parte baja.
La unión de todos los módulos, incluyendo una unidad de presión, una unidad de filtro y un dispositivo de almacenamiento, preferentemente es lograda a través de la adhesión magnética (aunque alternativamente puede, en estas y otras modalidades del dispositivo que se encuentra a continuación, emplear otros medios de cierre como los que se describen en la presente). Cada unidad contiene magnetos ya sea en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños. La atracción magnética entre cada unidad es lo suficientemente fuerte para permitir el sello hermético para el procesamiento de los materiales biológicos antes de la deposición en el almacenamiento de muestras u otro dispositivo. La unión magnética de los tres módulos independientes (unidad de presión, unidad de filtro y dispositivo de almacenamiento) pueden ser asegurados adicionalmente mediante abrazaderas. Las abrazaderas pueden estar elaboradas de material metálico o plástico que es formado para calzar los tres módulos juntos y para reforzar el mecanismo de unión magnético. La abrazadera, preferentemente tiene dimensiones más pequeñas que los lados de la unidad de filtración. Las abrazaderas pueden ser unidas a través de la aplicación de presión exterior que abre la abrazadera, o las abrazaderas pueden ser diseñadas para deslizarse sobre el exterior del módulo del filtro. Se pueden utilizar dos o más agarraderas para asegurar la unidad de filtro. Cada módulo tiene partes de reconocimiento visual. Los diferentes depósitos pueden ser numerados y marcados a través del grabado de números y letras sobre la placa de muestra o a través de la aplicación de un procedimiento de impresión.
Dispositivo PCR portátil La placa de muestras puede estar unida a una unidad de termociclado (dispositivo PCR) a través de fuerzas magnéticas. La placa de muestras y el dispositivo PCR contiene magnetos ya sea en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños localizados en el interior de la placa de muestras. La atracción magnética entre la placa de muestras y el dispositivo PCR permite la colocación exacta y la unión hermética de la placa de muestras al dispositivo PCR. El dispositivo PCR contiene una plataforma de temperatura con la huella digital del dispositivo de almacenamiento. El dispositivo PCR produce temperaturas dentro del intervalo desde aproximadamente 4°C hasta aproximadamente 100°C. El dispositivo PCR contiene un componente de cómputo que puede ser programado para protocolos de ciclado repetidos que contienen temperaturas múltiples, temperatura variada manteniendo los tiempos y cambios de temperatura múltiples que pueden varias desde una temperatura de 4°C hasta 100°C y para acomodar los requerimientos para condiciones de amplificación estándar y PCR de inicio caliente (por ejemplo, Qiagen "Taq PCR handbook", Qiagen "Critical factor for successful PCR"). La unidad PCR puede contener una tapa o cubierta caliente integrada que sostiene y produce temperaturas constantes de hasta aproximadamente 100°C. La tapa o cubierta puede estar elaborada de metal o un material similar y es colocada y mantenida en su sitio por medio de fuerza magnética sobre la parte superior de la placa de muestra. La energía provista para esta unidad PCR puede provenir de una salida eléctrica de 110/220V estándar, de un paquete de baterías o de una fuente de energía de origen solar.
Módulo de reactivo PCR El módulo de reactivo PCR contiene todos los reactivos necesarios para la amplificación PCR. Este puede incluir reactivos tales como, aunque sin limitarse a reguladores, cebadores, enzimas de polimerasa, y deoxinucleótidos (por ejemplo, Qiagen "Tag PCR handbook", Qiagen "Critical factores for successful PCR"). Los reactivos son provistos en un formato de 96, 384 o 1536 depósitos o un formato más grande, el cual coincide con el formato y dimensiones de la placa de muestras. Las dimensiones del módulo de reactivo PCR son de aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de alto, aproximadamente 80 mm hasta aproximadamente 200 mm de longitud, y aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 150 mm de ancho. Preferentemente, el módulo de reactivo PCR tiene una altura de aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 15 mm, una longitud de aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm, y un ancho de aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm. El módulo de reactivo PCR está elaborado de polipropileno de color y mantiene 96, 384, 1536 o más depósitos de muestras. El módulo reactivo PCR es fabricado mediante moldeo por inyección. El magnetismo es el mecanismo de conexión de la placa de muestras al módulo de reactivo PCR. La placa de muestra y el módulo de reactivo PCR contienen magnetos, preferentemente en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños localizados dentro de la placa de muestras. La atracción magnética entre la placa de muestras y el módulo de reactivo PCR, permiten la colocación precisa y la unión hermética de la placa de muestras al módulo de reactivo PCR. El módulo de reactivo PCR puede tener diseños diferentes.
Cada depósito de muestras puede o no tener bordes que se proyectan que alcanzan los depósitos de la placa de muestra. Esto puede requerir la aplicación de aire a presión aplicado mediante el dispositivo de presión para transferir los reactivos desde el módulo de reactivo PCR al interior de la placa de muestras.
Módulo de reactivo de formación de secuencias El módulo de reactivo de formación de secuencias contiene todos los reactivos necesarios para formación de secuencias de ADN o formación de secuencia del ciclo de ADN. Este puede incluir reactivos tales como, aunque no limitados a reguladores, cebadores, enzima de formación de secuencia, deoxinucleótidos y dideoxinucleótidos (por ejemplo, Nucleíc acid chemisitry, molecular biology, Wiley and Sons, 2003). Los reactivos son provistos en un formato de 96, 384 o 1536 depósitos o un formato más grande, el cual coincide con el formato y dimensiones de la placa de muestras. Las dimensiones del módulo de reactivo formador de secuencias son desde aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de alto, desde aproximadamente 80 mm hasta aproximadamente 200 mm de longitud y desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 150 mm de ancho. Preferentemente, el módulo de reactivo formador de secuencias tiene un altura de aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 15 mm, una longitud desde aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm, y un ancho desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm. El módulo de reactivo de formación de secuencia está elaborado de polipropileno de color y mantiene 96, 384, 1536 o más depósitos de muestras. El módulo de reactivo de formación de secuencias es fabricado mediante moldeo por inyección. El magnetismo es el mecanismo de conexión de la placa de muestras al módulo de reactivo de formación de secuencia. La placa de muestras y el módulo de reactivo formador de secuencias contienen magnetos, preferentemente en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños localizados dentro de la placa de muestras. La atracción magnética entre la placa de muestras y el módulo de reactivo de formación de secuencias permite la colocación exacta y la unión hermética de la placa de muestras al módulo de reactivo formador de secuencias.
El módulo de reactivo formador de secuencias puede tener diseños diferentes. Cada depósito de muestras puede o no tener bordes que se proyectan que alcanzan los depósitos en la placa de muestras. Se puede requerir la aplicación de presión de aire aplicada mediante el dispositivo de presión para transferir los reactivos desde el módulo de reactivo de formación de secuencias dentro de la placa de muestras.
Módulo de reactivo de extensión del cebador El módulo de reactivo de extensión de cebador contiene todos los reactivos necesarios para la extensión del cebador. Este puede incluir reactivos tales como, aunque no limitados a reguladores, cebadores, enzimas de polimerasa, deoxínucleótidos y dideoxinucleótidos (por ejemplo, Current protocols, nucelic acid chemisítry, molecular biology, Wiley and Sons, 2003). Los reactivos son provistos en un formato de 96, 384 o 1536 depósitos o un formato más grande, el cual coincide con el formato y dimensiones de la placa de muestra. Las dimensiones del módulo de reactivo de extensión de cebador son desde aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de alto, desde aproximadamente 80 mm hasta aproximadamente 200 mm de largo, y desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 150 mm de ancho. Preferentemente, el módulo de reactivo de extensión de cebador tiene un alto desde aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 15 mm, una longitud desde aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm y un ancho desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm. El módulo de reactivo de extensión de cebador está elaborado de polipropileno de color y mantiene 96, 384, 1536 o más depósitos de muestras. El módulo de reactivo de extensión de cebador es fabricado mediante moldeo por inyección. El magnetismo es el mecanismo de conexión de la placa de muestras al módulo de reactivo de extensión de cebador. La placa de muestras y el módulo de reactivo de extensión de cebador contiene magnetos, preferentemente en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños localizados dentro de la placa de muestras. La atracción magnética entre la placa de muestras y el módulo de reactivo de formación de extensión de cebador permite la colocación exacta y la unión estrecha de la placa de muestras al módulo de reactivo de extensión de cebador. El módulo de reactivo de extensión de cebador puede tener diseños diferentes. Cada depósito de muestras puede o no tener bordes que se proyectan que alcanzan los depósitos de la placa de muestras. Se puede requerir la aplicación de presión de aire aplicada mediante el dispositivo de presión para transferir los reactivos desde el módulo de reactivo de extensión de cebador dentro de la placa de muestras.
Módulo de reactivo de determinación de constitución genética El módulo de reactivo de determinación de constitución genética contiene todos los reactivos necesarios para la determinación de constitución genética de ADN. Este puede incluir reactivos tales como, aunque no limitados a reguladores, cebadores, enzimas de formación de secuencia, deoxinucleótidos y dideoxinucleótidos (por ejemplo, Current protocols, nucelic acíd chemisitry, molecular biology, Wiley and Sons, 2003). Los reactivos son provistos en un formato de 96, 384 o 1536 depósitos o un formato más grande, el cual coincide con el formato y dimensiones de la placa de muestras. Las dimensiones del módulo de reactivo de determinación de constitución genética son desde aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de alto, desde aproximadamente 80 mm hasta aproximadamente 200 mm de largo, y desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 150 mm de ancho. Preferentemente, el módulo de reactivo de determinación de constitución genética tiene un alto desde aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 15 mm, una longitud desde aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm y un ancho desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm. El módulo de reactivo de determinación de constitución genética está elaborado de polipropileno de color y mantiene 96, 384, 1536 o más depósitos para muestras. El módulo de reactivo de determinación de constitución genética es fabricado mediante moldeo por inyección. El magnetismo es el mecanismo de conexión de la placa de muestras al módulo de reactivo de determinación de constitución genética. La placa de muestras y el módulo de reactivo de determinación de constitución genética contiene magnetos, preferentemente en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños localizados dentro de la placa de muestras. La atracción magnética entre la placa de muestras y el módulo de reactivo de determinación de constitución genética permite la colocación exacta y la unión hermética de la placa de muestras al módulo de reactivo de determinación de constitución genética. El módulo de reactivo de determinación de constitución genética puede tener diseños diferentes. Cada depósito de muestras puede o no tener bordes que se proyectan que alcanzan los depósitos en la placa de muestras. Se puede requerir la aplicación de presión de aire aplicada mediante el dispositivo de presión para transferir los reactivos desde el módulo de reactivo de determinación de constitución genética dentro de la placa de muestras.
Módulo de reactivo de análisis de restricción El módulo de reactivo de análisis de restricción contiene todos los reactivos necesarios para el análisis de restricción de ADN. Este puede incluir reactivos tales como, aunque no limitados a reguladores, enzimas de restricción y sal (por ejemplo, Sambrook et al; 1989; Current protocols, nucelíc acid chemisitry, molecular biology, Wiley and Sons, 2003). Los reactivos son provistos en un formato de 96, 384 o 1536 depósitos o un formato más grande, el cual coincide con el formato y dimensiones de la placa de muestras. Las dimensiones del módulo de reactivo de análisis de restricción son desde aproximadamente 2 mm hasta aproximadamente 25 mm de alto, desde aproximadamente 80 mm hasta aproximadamente 200 mm de largo, y desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 150 mm de ancho.
Preferentemente, el módulo de reactivo de análisis de restricción tiene una altura desde aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 15 mm, una longitud desde aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 140 mm y un ancho desde aproximadamente 60 mm hasta aproximadamente 100 mm. El módulo de reactivo de análisis de restricción está elaborado de polipropileno de color y mantiene 96, 384, 1536 o más depósitos para muestras. El módulo de reactivo de análisis de restricción es fabricado medíante moldeo por inyección. El magnetismo es el mecanismo de conexión de la placa de muestras al módulo de reactivo de análisis de restricción. La placa de muestras y el módulo de reactivo de análisis de restricción contiene magnetos, preferentemente en la forma de una hoja magnética o en la forma de magnetos pequeños localizados dentro de la placa de muestras. La atracción magnética entre la placa de muestras y el módulo de reactivo de análisis de restricción permite la colocación exacta y la unión hermética de la placa de muestras al módulo de reactivo de análisis de restricción. El módulo de reactivo de análisis de restricción puede tener diseños diferentes. Cada depósito de muestras puede o no tener bordes que se proyectan que alcanzan los depósitos en la placa de muestras. Se puede requerir la aplicación de presión de aire aplicada mediante el dispositivo de presión para transferir los reactivos desde el módulo de reactivo de análisis de restricción dentro de la placa de muestras.
Dispositivo de diagnóstico El dispositivo de almacenamiento de muestras básico puede ser modificado para funcionar como un dispositivo analítico utilizado en la detección de niveles de hormonas, condiciones fisiológicas, enfermedades humanas, animales y de plantas. El dispositivo de diagnóstico puede implementar la colocación de un dispositivo de diagnóstico cilindrico sobre la parte superior del dispositivo de almacenamiento de muestras. El dispositivo de diagnóstico puede ser producido en dos formas: 1 ) un procedimiento de producción independiente y ser agregado como el dispositivo completo en el dispositivo de almacenamiento de muestras, o 2) formado en capas como unidades independientes dentro de cada depósito del dispositivo de almacenamiento de muestras. El dispositivo de diagnóstico puede contener una zona con por lo menos un anticuerpo específico o reactivo de diagnóstico específico dentro del dispositivo. Los reactivos pueden producir una reacción que se puede detectar visualmente cuando se forma un complejo de anticuerpo antígeno Manga de transportación La manga de transportación es utilizada para transportar o enviar en forma segura material biológico por correo. La manga de transportación está diseñada para mantener un dispositivo de almacenamiento de muestras y un medio de almacenamiento de información, por ejemplo, un disco compacto (CD) que contiene la información con respecto al material. En los casos de transporte de materiales peligrosos o infecciosos, los depósitos pueden ser sellados con una película adhesiva antes de cerrar el dispositivo de almacenamiento de muestras. La manga de transportación tiene dos partes, la parte del fondo o sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras, y el cierre. La parte del fondo puede estar elaborada de una cartulina, plástico o material de espuma que tiene la huella digital exacta del dispositivo de almacenamiento de muestras y un CD de software u otro medio de almacenamiento de información. Para la transportación o el envío de material biológico, la muestra es marcada en los depósitos del dispositivo de almacenamiento de muestras, y la tapa es cerrada y sellada a través de su cierre de tapa magnética. El dispositivo de almacenamiento de muestras es colocado en el accesorio hermético del fondo de la manga de transportación. El CD se puede agregar. El tamaño del sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras puede ser determinado por el tamaño del dispositivo de almacenamiento de muestras, éste no puede ser más pequeño que el dispositivo de almacenamiento de muestras, aunque puede ser más grande que 10 dispositivos de almacenamiento de muestras apilados. El material de almohadilla circundante, consiste preferentemente de por lo menos aproximadamente 5 mm adicionales de almohadilla y hasta aproximadamente 10 cm. El sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras también contiene espacio para un ajuste seguro de un dispositivo de información. La ubicación del sujetador del dispositivo de información dentro de la manga de transportación depende del tipo de dispositivo de información. Este está diseñado para proveer un ajuste ceñido para ya sea un CD o CDs múltiples o tarjetas de memoria/barras de memoria. El sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras es producido preferentemente de material que se puede formar, tal como uno basado en cartulina o espuma. El sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras incluyendo el material de almohadilla que es rodeado ya sea por un cierre exterior o que está integrado en un cierre que rodea el disposítivo(s) de almacenamiento de muestras y el dispositivo de almacenamiento de información desde los seis lados que incluyen una tapa abierta o que rodea el sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras desde 5 lados. En el caso en que el sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras incluye una abertura de tapa, la tapa está unida a uno de los lados del sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras, cubre uno de los lados del sujetador de dispositivo de almacenamiento de muestras y se une al extremo opuesto y cierra de manera segura la manga de transporte. Para el sujetador de dispositivo de almacenamiento de muestras de 5 lados que rodea el cierre del 6to. lado, éste se provee a través de una caja de cierre, que se desliza sobre el sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras completo. El cierre puede ser de empaque de material que provee rigidez al sujetador del dispositivo de almacenamiento de muestras. Se provee espacio en el exterior de la manga de transporte para colocar las etiquetas de domicilio y sellos postales.
Módulo de cristalografía de proteína El módulo de cristalografía contiene depósitos que pueden llenarse con diferentes soluciones de cristalización de proteínas y ser deshidratados. El dispositivo de almacenamiento básico se puede producir de plástico claro translúcido y cada depósito individual contiene una condición de cristalización de proteína que extiende el intervalo de pH desde aproximadamente 4.6 hasta aproximadamente 9.4. Cada depósito puede contener reguladores diferentes, tales como, aunque no están limitados a acetato, tartrato, fosfato, Tris, citrato, HEPES, imidazole, formiato, cacodilato, MES, Bicine, Tris, citrato, HEPES, acetato y diferentes sales de precipitación, tales como sulfato de tartrato, de fosfato, de amonio y de litio, cloruro de magnesio y calcio, acetato de magnesio, de amonio, de sodio, de zinc y de calcio, citrato de sodio, formiato de sodio y magnesio, cloruro de magnesio y sodio, acetato de sodio, citrato de sodio, formíato de amonio, sulfato de litio y amonio, ¡midazole, CTAB y solventes orgánicos de precipitación similares a MPD, 2-propanol, etilenglicol, dioxano, etanol, 1 ,6-hexanodiol. Estos también pueden contener PEG 400, 6000, 1000, 8000, 10000 y 20000, PEG MME 550, 2000, 5000 y 2000, Jeffamine M-600 u otros aditivos similares a ter-butanol, glicerol, iones de Co2+, Cd2+, Fe3+, Ni +, y Zn +, díoxano, etilenglicol, polietilenoimina. Los depósitos pueden llenarse con las soluciones anteriores en concentraciones diferentes. Los depósitos son deshidratados, reteniendo las sustancias en las paredes de los depósitos. Los depósitos que están listos para utilizarse, pueden ser hidratados nuevamente con agua y se puede agregar la proteína.
Anaquel de apilamiento Las unidades de almacenamiento de muestras individuales pueden ser almacenadas ya sea a temperatura ambiente o refrigerados en un anaquel de apilamiento diseñado especialmente. El anaquel (véanse las Figuras) puede mantener cantidades diferentes de unidades de almacenamiento de muestras, el código de barras preferentemente se puede ver y las unidades se pueden deslizar fácilmente sobre pistas plásticas. El anaquel de apilamiento puede ser, ya sea abierto o cerrado en una caja de plástico con una puerta de cierre. El anaquel de apílamiento puede ser producido de plástico o metal. Este puede mantener 10, 25 o 50 dispositivos de almacenamiento de muestras. Los dispositivos de almacenamiento de muestras se deslizan sobre pistas en el anaquel de apílamiento. Un mecanismo de bloqueo evita que las tarjetas se caigan del anaquel de apilamiento. El anaquel de apilamíento puede ser ya sea, abierto o puede ser completamente cerrado mediante material protector y una puerta engoznada en el lado frontal del anaquel de apilamiento.
Sistema para almacenar, rastrear y recuperar los datos asociados con los materiales biológicos El dispositivo de almacenamiento anterior descrito en las diversas modalidades anteriores puede ser combinado con otras tecnologías para la integración de almacenamiento de muestras y administración de muestras para las aplicaciones de las ciencias de la vida. Esta modalidad de la presente invención permite la integración de almacenamiento, localización, rastreo, procesamiento y administración de datos de muestras biológicas. Los datos correspondientes a las muestras pueden ser asociados con la ubicación de las muestras a través de la asociación física directa de los datos con los dispositivos de almacenamiento de muestras. La información almacenada puede ser actualizada con datos adicionales que se originan a partir del inventario y rastreo de las muestras en combinación con los protocolos de investigación biológica de etapas múltiples, procedimientos de producción, análisis, bioensayos, historias clínicas, datos de ensayos clínicos y otras fuentes de información desarrollada. Los datos asociados con la muestra pueden ser transmitidos y compartidos a través de un software jerárquico de seguridad y arquitectura de red que permite la conexión en interfases de usuarios múltiples, ambientes de sitios múltiples. Idealmente, la información sobre una muestra es integrada con el dispositivo de almacenamiento de muestras mediante una interfase electrónica asociada, preferentemente una interfase inalámbrica, tal como un repetidor de satélite de identificación de radio frecuencia (RFID). Aunque se han utilizado códigos de barras en el pasado para identificar las muestras, esta tecnología tiene limitaciones que la hacen poco adecuada para el uso en la presente invención. Estas limitaciones incluye el acceso de línea de vista requerido para el código de barras para la transferencia de la información, capacidad de información limitada e interferencia a través de factores ambientales tales como polvo, humedad y los similares. La tecnología de identificación de radio frecuencia supera estas desventajas. La comunicación remota que utiliza el equipo inalámbrico, normalmente se basa en la tecnología de radio frecuencia (RF), la cual es empleada en muchas industrias. Una aplicación de tecnología de RF está en la ubicación, identificación y rastreo de objetos, tales como animales, inventarios y vehículos. Los ejemplos de publicaciones que describen los sistemas de etiquetas de identificación RF que incluyen las descripciones de las Patentes de E.U.A. Nos. 6,690,028; 6,380,858 y 5,315,505. Los sistemas de etiquetas de identificación RF (RFID) han sido desarrollados para facilitar el monitoreo de objetos remotos. Como se muestra en la Figura 9, un sistema RFID básico 10 incluye dos componentes: un interrogador o lector 12 y un repetidor de satélite (denominado comúnmente como etiqueta RF) 14. El ¡nterrogador 12 y la etiqueta RF 14 incluyen antenas respectivas 16, 18. Durante la operación, el interrogador 12 transmite a través de su antena 16 una señal de interrogación de radio frecuencia 20 a la antena 18 de la etiqueta RF 14. En respuesta a la recepción de la señal de interrogación 20, la etiqueta RF 14 produce una señal de respuesta de amplitud modulada 22 que es transmitida de regreso al interrogador 12 a través de la antena de etiqueta 18 mediante un procedimiento conocido como retrodispersión. La etiqueta RF convencional 14 incluye un modulador de amplitud 24 con un interruptor 26, tal como un transistor MOS, conectado entre la antena de etiqueta 18 y la conexión a tierra. Cuando la etiqueta RF 14 es activada mediante la señal de interrogación 20, un controlador (no mostrado) crea una señal de encendido/apagado de modulación 27 con base en un código de información, normalmente un código de identificación, almacenado en una memoria no volátil (no mostrada) de la etiqueta RF 14. La señal de modulación 27 es aplicada a una terminal de control del interruptor 26, el cual provoca que el interruptor 26 se abra y cierre de forma alternativa. Cuando el interruptor 26 se abre, la antena de etiqueta 18 refleja una porción de la señal de interrogación 20 de regreso al interrogador 12 como una porción 28 de la señal de respuesta 22. Cuando el interruptor 26 es cerrado, la señal de interrogación 20 viaja a través del interruptor 26 a la conexión a tierra, sin ser reflejada, creando de esta manera una porción nula 29 de la señal de respuesta 22. En otras palabras, la señal de interrogación 20 es de amplitud modulada para producir la señal de respuesta 22 reflejando en forma alternativa y absorbiendo la señal de interrogación 20 de acuerdo con la señal de modulación 27, la cual es una característica del código de información almacenado. La etiqueta RF 14 también podría ser modificada, de tal manera que la señal de interrogación es reflejada cuando el interruptor 26 es cerrado y absorbido cuando el interruptor 26 se abre. Al recibir la señal de respuesta 22, el interrogador 12 demodula la señal de respuesta 22 para decodificar el código de información representado por la señal de respuesta. Los sistemas RFID convencionales operan por consiguiente en un oscilador de frecuencia única, en el cual la etiqueta RF 14 modula una frecuencia de transportador RF para proveer una indicación al interrogador 12 que la etiqueta RF 14 está presente. La ventaja substancial de los sistemas RFID es la capacidad de la tecnología sin línea de vista, sin contacto. El interrogador 12 emite la señal de interrogación 20 con un intervalo desde 2.45 centímetros hasta 30.48 metros o más, dependiendo de su potencia de salida y la radio frecuencia utilizada. Las etiquetas pueden ser leídas a través de una variedad de sustancias, tales como olor, vapor, hielo, pintura, suciedad y otras condiciones ambientalmente y visualmente retadoras, en donde los códigos de barras u otras tecnologías de lectura en forma óptica podrían ser inútiles. Las etiquetas RF también pueden ser leídas a velocidades extraordinarias, en la mayoría de los casos, respondiendo en menos de cien mílisegundos. Un sistema de etiqueta RF típico 10, con frecuencia contiene un número de etiquetas RF 14 y el interrogador 12. Las etiquetas RF están divididas en tres categorías principales. Estas categorías son etiquetes de rayo energizado pasivo, etiquetas energizas por baterías semipasivas y etiquetas activas. Cada una opera en formas fundamentalmente diferentes.
La etiqueta RF de rayo energizado con frecuencia es denominada como un dispositivo pasivo debido a que ésta deriva la energía necesaria para esta operación a partir de la señal de interrogación radiada en ésta. La etiqueta rectifica el campo y cambia las características de reflexión de la etiqueta misma, creando un cambio en la capacidad de reflexión que es observada en el interrogador. Una etiqueta RF energizada por baterías semipasiva opera en una forma similar, modulando su sección transversal RF para reflejar un delta al interrogador para desarrollar un enlace de comunicación. En este punto, la batería es la fuente de la energía de operación de la etiqueta. Finalmente, en la etiqueta RF activa, se utiliza un transmisor para crear su energía de radio frecuencia propia energizada mediante la batería. En una modalidad preferida de la presente invención, el sistema consiste de tres partes, un dispositivo de hardware que se puede consumir, software de inventario y administración y la interfase RFID entre el dispositivo de hardware y el software. Haciendo referencia a la Figura 10, mostrada en la presente descripción está un sistema 100 formado de acuerdo con una modalidad de la presente invención para incluir el dispositivo de almacenamiento 102 descrito anteriormente, el componente de software de inventario y administración 104, preferentemente implementado en un sistema de cómputo 106, y la interfase de identificación de radio frecuencia 108 que acopla el dispositivo de almacenamiento 102 y el software 106. preferentemente, la ¡nterfase RFID 108 incluye un repetidor de satélite 100 asociado con el dispositivo de almacenamiento 102 y un interrogador 112, el cual está acoplado al sistema implementado por computadora 106. En esta modalidad, el repetidor de satélite 110 está asociado con el dispositivo de almacenamiento de muestras 102, tal como fijando el repetidor de satélite 110 a una superficie exterior del dispositivo de almacenamiento 102. Sin embargo, se debe comprender que el repetidor de satélite 110 puede ser fijo a o asociado con un tubo, una placa, un anaquel, o incluso una habitación en la cual se mantiene el dispositivo de almacenamiento 102. Aunque se prefiere que un repetidor de satélite único 110 sea asociado con un dispositivo de almacenamiento único 102, es posible que cada muestra almacenada en particular en el dispositivo de almacenamiento 102 pueda tener un repetidor de satélite 110 asociado con éste. La asociación se puede lograr durante la producción del dispositivo de almacenamiento 102, de tal manera que el repetidor de satélite está incrustado en el dispositivo de almacenamiento 102 o después de que el dispositivo de almacenamiento 102 ha sido producido, tal como a través de una fijación mediante un adhesivo al dispositivo de almacenamiento 102. Considerando al magnetismo como el mecanismo de conexión preferido utilizado en el dispositivo de almacenamiento de muestras 102 en sus diversas modalidades, un experto en esta tecnología deberá comprender que se puede necesitar la protección adecuada para evitar alterar de forma no intencionada la información almacenada en el repetidor de satélite 110 y evitar la interferencia con las comunicaciones de radio frecuencia entre el repetidor de satélite 110 y el interrogador 112. El repetidor de satélite 110 puede ser programado previamente con datos sobre el dispositivo de almacenamiento 102 y las muestras almacenadas en el dispositivo de almacenamiento 102, incluyendo información de propiedad, información de ubicación, información de análisis, procedimientos de producción, conducción de ensayos clínicos, procedimientos de síntesis, recolecciones de muestras y otra información conocida para aquellos expertos en la materia que podrían ser valiosos en la administración de las muestras. Además de programar previamente dichos datos, el repetidor de satélite 110 puede ser configurado para permitir la modificación y actualización de los datos dentro de su memoria. Además, el repetidor de satélite 110 contendrá arquitectura de seguridad que define las condiciones de acceso precisas por tipo de datos para restringir de esta forma la lectura, escritura y actualización. Por ejemplo, los componentes de la interfase RFID 108 pueden ser configurados para recibir señales de control desde y para responder a un sistema de procesamiento de datos implementado por computadora particular, tal como el software de aplicación descrito más adelante en la presente. Además, los datos escritos para el repetidor de satélite 110 pueden ser encriptados con propósitos de autenticación y seguridad. El uso de repetidores de satélite RFID o microprocesadores ofrece el beneficio de un intervalo de temperatura amplio (-25°C a +85°C) sin pérdida de funcionalidad. Adicionalmente, los repetidores de satélite 110 pueden ser utilizados para controlar los dispositivos remotos, tales como una luz de señalización o un generador de tonos audibles para alertar y localizar el objeto asociado con el repetidor de satélite 110. El almacenamiento de información en el repetidor de satélite 110 también provee un soporte adicional de los datos en el sistema ¡mplementado por computadora 106 que podrían ser dañados o perdidos. El interrogador 1 12 es un lector de identificación de radio frecuencia convencional que está acoplado al sistema implementado por computadora 106. Las señales de comando y control son generadas por el sistema 106 para iniciar la interrogación de uno o más repetidores de satélite 110 y para recibir una respuesta de éstos que es procesada por el software 104 en el sistema ¡mplementado por computadora 106. En una configuración, los repetidores de satélite 110 pueden ser programados previamente por medio de las comunicaciones desde el interrogador 112 para reemplazar o actualizar los datos almacenados en los mismos. En una ¡mplementación, uno o más interrogadores 112 son colocados dentro de una instalación a un intervalo suficiente para comunicarse por medio de señales de radio frecuencia, tales como señales de microondas, con los repetidores de satélite 1 10. Los ¡nterrogadores múltiples 112 pueden ser utilizados para clases múltiples de repetidores de satélite 110 o con repetidores de satélite individuales 1 10. De manera alternativa, un interrogador que utiliza la tecnología conocida se puede comunicar con repetidores de satélite múltiples 110 en frecuencias múltiples en modo serial o en forma simultánea. En aplicaciones en las que un dispositivo de almacenamiento de muestras 102 o las muestras individuales son procesadas, los interrogadores múltiples colocados en diversas ubicaciones dentro de una estructura o a lo largo de una trayectoria de desplazamiento, tal como un sistema de banda transportadora o un sistema de transporte, tales como las líneas de transportistas, trenes y los similares, se pueden utilizar para rastrear la ubicación y el estado de la muestra. Esto incluye verificar los factores ambientales, tales como temperatura, humedad, presión y los similares en los que se encuentra el espécimen o el dispositivo de almacenamiento 102. Por consiguiente, la interfase RFID 108 puede expandirse para monitorear y procesar los datos relacionados con el movimiento y análisis de una muestra o dispositivo de almacenamiento 102 localizada en un laboratorio, manipulados por robots de laboratorio y los similares, tales como durante los procedimientos de producción biológica o la ejecución de pasos experimentales. Esto también ayuda al control de calidad y durante el procesamiento de muestras biológicas a través de protocolos de búsqueda automatizados o semi-automatizados. Como se mencionó anteriormente, el almacenamiento y rastreo de muestras se facilitan localizando una muestra a través del uso de una interfase RF entre el repetidor de satélite RF en el dispositivo de almacenamiento de muestras y el sistema implementado por computadora descrito en la presente, lo cual es logrado a través del etiquetado y monitoreo de la ubicación de almacenamiento, tal como un anaquel de almacenamiento, habitación de almacenamiento, un refrigerador, una mesa de laboratorio, un escritorio o un estante. Con el objeto de rastrear un dispositivo de almacenamiento de muestras particular 102 o una muestra, el repetidor de satélite 110 está configurado para activar un dispositivo remoto, tal como una luz intermitente localizada sobre el dispositivo de almacenamiento, un dispositivo audible asociado con el dispositivo de almacenamiento, o un cambio de color en el dispositivo de almacenamiento que puede ser reconocido por una persona o por un sistema automatizado, para permitir la recuperación rápida de la muestra. Además, el repetidor de satélite 110 está configurado para activar una alarma remota cuando una condición ambiental ha excedido un intervalo ambiental previamente determinado, incluyendo aunque no limitado a temperatura, presión y humedad. En una modalidad, el repetidor de satélite 110 es un dispositivo pasivo que es activado por la señal de interrogación, desde la cual éste extrae la energía de operación. Cuando el repetidor de satélite 1 10 es utilizado para activar un dispositivo remoto o para incrementar el intervalo de comunicación, el repetidor de satélite puede ser semi-activo como el que se describió anteriormente. De manera alternativa, un repetidor de satélite activo puede ser utilizado cuando se leerán grandes cantidades de datos desde o escritas en el repetidor de satélite 110 o un intervalo incrementado según se desee. El intervalo también es afectado por la frecuencia, como es conocido en la materia, y un experto en la materia podrá seleccionar el intervalo de frecuencia adecuado de acuerdo con el ambiente, y los objetivos funcionales. Por ejemplo, determinados especímenes pueden ser sensibles a frecuencias particulares de señales de radio y dichas señales podrían requerir ser evitadas o el espécimen podría necesitar ser protegido de forma adecuada cuando se diseña el sistema 100. El software de inventario y administración 104 es diseñado a la medida para utilizarse con sistemas de comunicación inalámbricos y el procesamiento de datos asociados con las ciencias de la vida. Esto consiste de una interfase de usuario personalizada y un grupo de cuadros de bases de datos previamente definidos en una modalidad. Un usuario puede ingresar datos asociados con la muestra o importar la información de fuentes exteriores. Los cuadros previamente definidos se proveen en la base de datos para facilitar la configuración del sistema, aunque un usuario puede tener la opción de personalizar los campos dentro de los cuadros. La base de datos de relación pueden incluir cuadros para muestras de ADN, clones, oligonucleótidos, fragmentos PCR, cADN, compuestos químicos, proteínas, metabolitos, lípidos, fracciones celulares, muestras biológicas de diferentes organismos tales como virus, bacterias, u organismos multicelulares, muestras de pacientes tales como sangre, orina o muestras bucales. La información detallada de las muestras y los datos asociados con la muestra son programados en los cuadros. La información de muestras puede incluir, por ejemplo, fuente de la muestra, nombre del clon, nombre del inserto genético, tamaño del inserto, secuencia del inserto, modificaciones, nombre del vector, tamaño del vector, selección antibiótica, inducción, terminador, ambiente de clonación, 5'-etiqueta, 3'-etiqueta, etiqueta de purificación, nombre del oligonucleótído, purificación, control de calidad, cebador de avance, cebador inverso, valor Tm, y selección de tamaño. La información del paciente clínico puede ser, por ejemplo, edad, género, ubicación, grupo étnico, índice de masa corporal, historia familiar, medicación, datos de inicio de los síntomas, duración de la enfermedad y pruebas médicas. Los datos asociados con la muestra pueden consistir de datos de investigación de diversas fuentes, tales como, por ejemplo, información de secuencia de un secuenciador de ADN, información de perfil de transcripción a partir de microprocesadores de micromatriz, datos de proteína de marcado de Western o hibridación in situ, datos del bioensayo para el descubrimiento de fármacos, datos de análisis de fármaco de rendimiento total alto, datos de síntesis de biblioteca química, y los similares. Los datos pueden ser suministrados en la forma de texto, números, cuadros o imágenes. El software también puede enlazarse con otras fuentes de datos e integrar información de dominios públicos, tales como GenBank, SwissProt, y otros dominios similares o fuentes de propietario. De manera ideal, el software tiene la capacidad de hacer interfase con el equipo robótico para rastrear la muestra dentro del procedimiento, y el rastreo del procedimiento puede ser desplegado como una historia de muestra acumulativa para almacenamiento dentro del dispositivo de muestra así como la base de datos, tal como el almacenamiento en un repetidor de satélite RFID 110. El software está diseñado para crear una infraestructura informática en donde un usuario único genera sus datos y grupo de información, los cuales son almacenados inicialmente en una estación de trabajo local en un formato de base de datos local. Sin embargo, el software tiene la capacidad de enlazar a usuarios múltiples en un ambiente jerárquico. La información acumulada por un usuario único puede ser cargada mejor a un sistema de base de datos centralizado en un servidor. La interacción del ambiente de red también puede ser una interfase de buscador de red mundial. El ambiente de usuarios múltiples puede expandirse a ambientes de sitios múltiples, y se pueden localizar software y bases de datos en una computadora personal, en un servidor dentro de una intranet o en la Internet, tal como un sitio de comercio electrónico. Los sistemas de control de acceso y control de registro también se proveen en el software. En la Figura 11 , se muestra una arquitectura de sistema implementado por computadora 114 para utilizar una red de área local 116 para hacer interfase con un procesador de aplicación 118 con uno o más interrogadores 120 que se comunican con una o más etiquetas RFID remotas 122. El procesador de aplicación 118 está acoplado a una base de datos 124, que se comprenderá que la red de área local puede utilizarse en lugar de una red global, tal como la Internet, en cuyo caso, se podrían utilizar las aplicaciones basadas en la red mundial.
Idealmente, en una modalidad del software de inventario y administración 104 tiene tres componentes, un componente de software de extremo frontal, un componente de programa personalizado y un componente de software de extremo posterior. Se visualiza que el software de extremo frontal sea utilizado para crear una "interfase de usuario". Esta puede ser, por ejemplo, un buscador de la red mundial, Microsoft Excel o un componente de cuadrícula similar. El software buscador de la red mundial podría ser utilizado para un sistema basado en la red mundial 100, mientras que el software de Microsoft Excel podría ser utilizado para un sistema de escritorio. La opción basada en la red mundial se provee para usuarios múltiples, conexión a red, y se puede expandir para acomodar a cientos de usuarios. La opción de escritorio es suficiente para un usuario único que no anticipa compartir los datos y la información de las muestras por medio de una red. El programa personalizado puede incluir macros de Microsoft Excel desarrolladas para utilizarse como una opción de escritorio o software personalizado creado mediante el lenguaje de programación adecuado para utilizarse con los sistemas basados en la red mundial, tales como PHP. El programa personalizado está configurado como una colección de programas que tiene la capacidad de recibir ingresos de datos y búsquedas del usuario y devolver información de base de datos al usuario por medio de las salidas de datos conocidas, tal como una impresora, un despliegue o una salida de datos audible.
El software de extremo posterior, preferentemente es Microsoft Access, el cual es software de base de datos de propietario ofrecido por Microsoft Corporation y es servido por Microsoft Excel. Este programa particular provee capacidad de base de datos suficiente para soportar hasta 50,000 registros, y hasta un máximo de 100,000 registros con niveles de crecientes de degradación de desempeño. Otra opción es MySQL, el cual es un software de base de datos de programas de dominio público desarrollado en forma cooperativa y disponible sin cargo que se ejecuta en todos los servidores mayores, incluyendo aquellos basados en plataformas de Windows y Linux. Esta base de datos tiene la capacidad de manejar millones de registros, y podría ser adecuada para el usuario de instituciones grandes, tales como agencias gubernamentales, universidades y entidades multinacionales. El software 104 está configurado para proveer señales de control a la interfase RFID 108 y para recibir datos e información de la ¡nterfase 108. Además, cuando la información es suministrada a un repetidor de satélite, el software 104 está configurado para iniciar la escritura de los datos a través del interrogador 112 al repetidor de satélite 110 utilizando los métodos y el equipo conocidos en la materia, y los cuales están comercialmente disponibles con facilidad. La Figura 12, ilustra otra arquitectura de sistema 128, en la cual una base de datos 130 está enlazada a una pluralidad de computadoras de escritorio 132 por medio de un servidor de la red mundial 134. Residente en el servidor 134 está el software que provee un estrato de comunicaciones entre el usuario, la base de datos 130 y el software de escritorio 136 residente en las computadoras de escritorio 132. Con una interfase de buscador de red mundial 138, un usuario se puede conectar con el lector RFID 142 a través de una conexión USB estándar 140. El usuario puede entonces controlar las operaciones de lectura y escritura del lector RFID 142 y la etiqueta RFID remota 144, utilizando la conexión inalámbrica 146 provista por las comunicaciones de radio frecuencia. Haciendo referencia a continuación a la Figura 13, mostrada en la presente es una modalidad adicional de la presente invención que utiliza una arquitectura de 3 niveles 148 que tiene una computadora de escritorio 150 con un buscador de la red mundial de extremo frontal 158 enlazado a una base de datos de extremo posterior 154 por medio de un programa personalizado del servidor de la red mundial 156 en un servidor de la red mundial 152. El programa personalizado permite al usuario la búsqueda, recuperación y despliegue. Más particularmente, la lógica de negocios está contenida en el programa personalizado 156 en el servidor de la red mundial 152. Además, existe un lector RFID 160 (opcional) acoplado por medio de una conexión USB 162 al programa del lado del cliente 164 en la computadora de escritorio 150. La aplicación del lado del cliente, la cual lee y escribe la etiqueta RFID 166 por medio del lector 160, es lanzada desde el buscador de la red mundial 158.
En una configuración alternativa de 2 niveles de esta arquitectura 148, existe un programa de extremo frontal de Excel en la computadora de escritorio 150 que se comunica directamente con la base de datos 154 en el extremo posterior. La lógica de negocios en este punto es representada en el programa de macros de Excel. Este método es particularmente eficiente para cargar datos (por ejemplo, 96 columnas de datos que corresponden a cada depósito en la placa) en un base de datos para tomar ventaja de las funciones de Excel, tales como copiado, retardo, etc. En una alternativa adicional, la configuración de 2 niveles de la arquitectura 148, una aplicación de cliente independiente 170 en el extremo frontal se comunica directamente con la base de datos 154 en el extremo posterior. La lógica de negocios está contenida dentro de la aplicación de cliente independiente, y un módulo para leer desde y escribir en la etiqueta RFID 166 también puede estar contenido dentro de esta aplicación 170. En este punto, la ventaja es que la aplicación es cumplida (el código de fuente no es visible) y no requiere un tercer software (Excel, servidor de la red mundial). La desventaja es que no es compatible con la red como la arquitectura de 3 niveles descrita anteriormente. Los siguientes ejemplos son presentados a modo de ilustración y no de limitación.
EJEMPLOS EJEMPLO 1 Preparación de la matriz para el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas Este ejemplo describe la preparación de los dispositivos de almacenamiento de muestras biológicas que utilizan un material de matriz que se puede disolver. Dependiendo de esto, un material biológico que está siendo almacenado en un ejemplo particular, la matriz se preparó con diferentes reguladores de almacenamiento. En estos Ejemplos, todos los reactivos fueron de Sigma (St. Louis, MO) a menos que se haga la observación de otra forma. Para el almacenamiento en seco de ácidos nucleicos, se utilizaron 20mM de Tris a un pH de 6.5 para la preparación de una matriz de almacenamiento básico de alcohol polivinílíco al 1 % (PVA, Sígma No. P8136). La concentración del polímero se probó dentro del intervalo desde 0.1% hasta el 10% (p/p). El pH de la matriz se probó dentro del intervalo de pH de 5 a 8. Para la detección conveniente de la muestra biológica se agregó rojo fenólico a la matriz líquida a un 0.0002% (p/p). La matriz en la forma líquida se aplicó a los depósitos de muestra de una placa de 96 depósitos y se secó completamente a temperatura ambiente ya sea bajo presión estándar o bajo vacío en una cámara de vacío. El tiempo de secado para un volumen de 50 µl de la matriz fue durante la noche y bajo vacío se requirió un tiempo de secado más corto. Las placas estuvieron entonces listas para el almacenamiento del material biológico. Los aditivos de almacenamiento adicionales, tales como uno o más de EDTA, NaCI, MgCI2, KCl, (NH4)2S04, MgS04, CaCI2, Zn-acetato, Na-acetato, cisteína, ditiotretiol (DTT, reactivo de Cleland), acetato de potasio, acetato Tris-acetato, acetato de magnesio, KP04, glicerol, Tritón X-100®, sulfato dodecilo de sodio (SDS), azida de sodio, inhibidores de proteasa (PMSF, fluoruro de aminoetilbencenosulfonilo, pepstatina, E64, bestatina, leupeptina, aprotinina), 2-mercaptoetanol, polietilenglicol (PEG), albúmina de suero bovino (BSA), dinucleótido adenina nicotínico (NAD), el ATN se puede agregar directamente a la matriz de almacenamiento para estabilización y activación después de la hidratación nueva, dependiendo de la bioactividad a ser probada. Para el material biológico asociado con la actividad biológica, tal como enzimas, las condiciones de reacción pueden ser ajustadas directamente en la matriz de almacenamiento. En algunos casos la única sustancia a ser agregada para la rehidratación antes de una actividad de reacción es agua. La matriz también puede incluir uno o más inhibidores, tales como agentes antibacterianos y/o antifúngicos. La matriz puede ser esterilizada a través de filtración estéril o procedimientos en autoclave antes de formar alícuotas de la matriz en los depósitos de almacenamiento individuales. La matriz de autoclave es aplicada en las alícuotas a los depósitos de almacenamiento, ya sea en tubos únicos o en placas de depósitos múltiples a un volumen de líquido desde 10 hasta 100 µl por depósito en el caso de una placa de 96 depósitos.
EJEMPLO 2 Almacenamiento en seco de ácidos nucleicos Los dispositivos de almacenamiento de muestras biológicas se prepararon como se describió en el Ejemplo 1. Los materiales y los métodos biológicos moleculares generales se utilizaron como se describió. (Sambrook et al., Molecular cloning: a laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratories, Cold Spring Harbor, NY, 2001 ; Ausubel et al., 1993 Current protocols in molecular biology, Greene Publ. Assoc. Inc. & John Wiley & Sons, Inc., Boston, MA). Las pruebas de estabilidad fueron realizadas para plásmidos, oligonucleótídos, fragmentos de ADN en la forma de una escala de 1 kB, productos PCR, ADN y ARN genómico (felino y humano). Las pruebas de recuperación y estabilidad se realizaron utilizando análisis de índice de transformación y PCR basados en gel.
A. Almacenamiento de plásmido Un total de 50 ng de plásmido circular (puc19) (New England Biolabs Inc., Beverly, MA) a una concentración de 10 ng/µl en agua destilada dos veces (ddH20) se marcaron en la matriz que se puede disolver seca en cada depósito de la placa de polipropileno de 96 depósitos. La muestra se secó y almacenó a temperatura ambiente. El plásmido de control se almacenó en forma líquida en un congelador a una temperatura de -20°C. Para la recuperación, se aplicaron 50 µl de ddH20 al depósito de muestra seca. La muestra se hidrató nuevamente durante 15 minutos y se utilizaron 10 µl de alícuotas para transformar las células bacterianas competentes de DH5-alfa. Las células transformadas se colocaron en las placas de agar LB y se incubaron durante la noche a una temperatura de 37°C. Se contaron las células en cada una de las placas. El porcentaje de recuperación de ADN se calculó con base en la transformación del ADN de control (10 ng de puc19 almacenado a una temperatura de -20°C). La recuperación de ADN fue mayor del 50% en una matriz de PVA al 5% después del almacenamiento durante 8 meses. Se utilizó una matriz de PVA al 1 % probadas en el punto de tiempo de 1 mes y tuvo como resultado la recuperación que fue mayor que o equivalente al ADN almacenado en congelación. El índice de transfección para el almacenamiento a largo plazo fue estable con una recuperación del 60% para una matriz de PVA del 5% y 100% para la matriz del 1 %. No se observó una disminución de la recuperación después de 6 meses de almacenamiento. No se colocó PVA al 5% en la solución por completo. El análisis de PCR de la muestra hidratada nuevamente demostró estabilidad continuada de la muestra bajo las condiciones descritas. Los dos cebadores de PCR se diseñaron (hacia adelante y en reversa) amplificando una dilución de 480 db del plásmido puc19. Se utilizaron 5ng de la muestra hidratada nuevamente para la reacción de amplificación en comparación con los 5 ng del plásmído de control. Las reacciones del PCR se realizaron en números de ciclo bajo en condiciones de instauración. Después de 8 meses, el material almacenado en seco podría ser amplificado sin pérdida que se puede detectar de eficiencia de amplificación. b. Almacenamiento de oliqonucleótidos Se marcaron dos oligonucléotidos (cebador de PCR hacia adelante y de reversa) para la amplificación de puc19 en un volumen de 10 µl en una concentración total de 10µM y 20µM, cada uno en una matriz de almacenamiento seca de PVA al 1 % en cada depósito de una placa de 96 depósitos. Los oligonucleótídos se secaron durante la noche a temperatura ambiente y la placa se almacenó a temperatura ambiente. Los oligonucleótidos de control fueron almacenados en forma líquida en un congelador a una temperatura de -20°C. Para la recuperación, los depósitos que contienen ambos oligonucléotidos (cebadores PCR) se hidrataron nuevamente utilizando reactivos PCR que contienen un regulador PCR 1 x, 5ng de plásmido puc19 y dNTPs durante 15 minutos. La mezcla de reacción hidratada nuevamente se transfirió a los tubos PCR y se agregaron las polimerasas Taq. La reacción se sometió a ciclado durante 25 ciclos y se analizaron en forma electroforética sobre un gel de agarosa al 1 %. El análisis del gel reveló la amplificación de un producto PCR del tamaño esperado. En comparación con el control, se requirió dos veces la cantidad del cebador para obtener la misma cantidad de amplificación en comparación con el cebador almacenado en líquido. El índice de recuperación a partir de una matriz de PVA al 1 % fue menor que el control almacenado en líquido. La recuperación se mejoró, reduciendo la concentración de PVA en la matriz. c. Almacenamiento de fragmento de ADN Los fragmentos de ADN en la forma de una escala de ADN de 1 kb (invitrogen) (0.5 µg) de tamaño estándar, fueron marcados en una matriz de almacenamiento seca basada en PVA al 1 % en la presencia de regulador de carga de ADN que contiene rojo fenólico u otro agente de coloración y el 50% de glicerol. Cada depósito se marcó con 10 ul de escala de ADN y tinte, equivalente al volumen de la escala de ADN fresco utilizado para la visualización de la escala en un depósito de un gel de agarosa de electroforesis. Los fragmentos de ADN con el tinte cargado fueron deshidratados durante la noche y almacenados a temperatura ambiente. Para la recuperación, las células con la escala de ADN de 1 kB de tamaño estándar y la carga del regulador se hidrataron nuevamente con 10 µl de ddH20. El tiempo de rehidratación fue de 5 y 10 minutos, respectivamente, antes de cargar los 10 µl de escala de 1 kB sobre un gel de electroforesis. Para el análisis, 10 µl de escala de control, almacenados en forma líquida en la presencia de un regulador de carga a una temperatura de -20°C se compararon mediante intensidad de fluorescencia utilizando mancha de Bromuro de etídio a los 5 minutos y 10 minutos de que fueron hidratados nuevamente almacenados en seco de tamaño estándar. No se observó diferencia en la intensidad de fluorescencia de las bandas de ADN de tamaño diferentes. Ninguna de las bandas exhibió degradación del ADN a partir del almacenamiento en seco a temperatura ambiente. d. Almacenamiento de ADN qenómico a) ADN felino qenómico Una cantidad total de 20 ng de ADN de felino genómico total en µl de regulador TE a un pH de 8 se marcó sobre un PVA al 5% basado en matriz de almacenamiento seco por depósito de una placa de 96 depósitos. El ADN genómico se secó durante la noche y se almacenó a temperatura ambiente. El ADN de control se almacenó congelado a una temperatura de de -20°C. Para la recuperación, los depósitos que contenían el ADN de felino genómico se hidrataron nuevamente utilizando reactivos de PCR que contienen un regulador de PCR 1 x, dos cebadores específicos de felino a una concentración de 10 µM y dNTPs durante 15 minutos. Los cebadores fueron amplificados a un fragmento de 600 bp de ADN de felino. La mezcla de reacción hidratada nuevamente se transfirió en tubos de PCT y se agregó polimerasa Taq. La reacción se sometió a ciclado durante 35 ciclos y se analizó sobre un gel de agarosa al 1%.
El análisis PCR se realizó una semana y 3.5 meses después del almacenamiento en seco. En ambos puntos de tiempo, el fragmento de ADN del tamaño esperado se pudo amplificar sin una disminución en el índice de amplificación en comparación con el ADN genómíco almacenado congelado. b) ADN genómico humano Una cantidad total de 20 ng de ADN humano genómico en 10 µl de regulador TE a un pH de 8, se marcó sobre un PVA al 1 % basado en una matriz de almacenamiento seco en cada depósito de un aplaca de 96 depósitos. El ADN genómíco se secó durante la noche y se almacenó a temperatura ambiente. El ADN de control se almacenó congelado a una temperatura de -20°C. Los depósitos que contienen el ADN humano genómico fueron hidratados nuevamente durante 15 minutos para los reactivos PCR que contienen regulador de PCR 1 x, 2 cebadores específicos de factor de crecimiento humano 13 (hFGF13) a una concentración de 10 µM y dNTPSs. La mezcla de reacción hidratada nuevamente se transfirió en tubos PCR y se agregó polimerasa Taq. La reacción se sometió a ciclado durante 35 ciclos y se analizó sobre un gel de agarosa al 1 %. El análisis PCR se realizó un mes después del almacenamiento en seco. El fragmento del gen de factor de crecimiento humano del tamaño esperado se amplificó sin una disminución en el índice de amplificación en comparación con el ADN genómico almacenado congelado.
EJEMPLO 3 Almacenamiento en seco de proteínas El dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas se preparó como se describió en el Ejemplo 1. Este ejemplo muestra que el almacenamiento en seco de proteínas a temperatura ambiente completara la recuperación de actividad que ofrece ventajas tremendas en comparación con el almacenamiento de proteínas congeladas en forma de muestras líquidas. Las pruebas de estabilidad y actividad para las diferentes sequenasas, polimerasas estables al calor, enzimas de restricción, ligasas, proteasas, se realizaron para demostrar la naturaleza protector de la matriz que se puede disolver. La estabilización de las proteínas y su recuperación como moléculas activas se logró utilizando la matriz que se puede disolver a largo plazo descrita anteriormente. La matriz se preparó en la presencia de TRIS a un pH de 5 a 8, el rojo fenólico como un indicador del pH, y PVA al 1 %. La matriz se solidificó mediante la deshidratación y las proteínas fueron marcadas sobre la matriz seca en la presencia o ausencia de Trehalose (Fluka, cat. No. 90210) o Validamicina A (Research products internacional Corp., No. de catálogo V21020) en forma líquida. El agua en la solución de proteína fue hidratada y solubilizada en el PVA. La mezcla de proteína se impregnó en la matriz solubilizada y se secó a temperatura ambiente. Se agregó Validamicina A al material biológico en una concentración desde el 0.5 hasta el 10% p/p. La mezcla de la muestra biológica en la presencia de Validamicína A se aplicó a la matriz de muestra de PVA que se puede disolver.
EJEMPLO 4 Almacenamiento a largo plazo de proteínas que utilizan la matriz de PVA que se puede disolver Este ejemplo describe la recuperación de proteínas activas después del almacenamiento en seco a largo plazo en matrices de PVA que se pueden disolver, preparadas como se describió en los ejemplos precedentes. a. Polimerasas 1 ) SEQUENASE™- Sequenase™ (USB, Cleveland, OH) se almacena normalmente a una temperatura de -20°C y pierde actividad durante el tiempo en el congelador a través del congelado descongelado repetido, dando como resultado una longitud y calidad de lectura reducida de la reacción de formación de secuencias. La Sequenase™ se aplicó a la matriz que se puede disolver en un regulador de formación de secuencia 1x en la presencia de una concentración final al 5% de Trehalose o Validamicina A. El equipo de formación de secuencia de ADN de USB Sequenase™ Versión 2.0 (Número de producto 70770) se utilizó de acuerdo con el protocolo de los distribuidores. La concentración por depósito en una placa de 96 depósitos fue equivalente a la concentración de Sequenase™ almacenada congelada utilizada para una reacción de formación de secuencias. La Sequenase™ de control se almacenó en forma convencional, en un congelador a una temperatura de -20°C. Para la recuperación, el depósito completo se hidrató con 20 µl de un regulador de formación de secuencias 1x durante 5 a 45 minutos. Para el análisis de actividad, las reacciones de formación de secuencia se prepararon utilizando una etiqueta S35 y la reacción se sometió a electroforesis en un gel de formación de secuencia de acrilamida. Las secuencias de la sequenasa congelada y almacenada en seco se compararon con la lectura de las escalas de secuencia. Ambas secuencia tuvieron la misma calidad de lectura. 2) Taq polimerasa - La Taq polimerasa para las reacciones de PCR se almacenó a una temperatura de -20°C y perdió actividad durante el tiempo a través del congelamiento descongelamiento repetido en la eficiencia de amplificación inferior. La polimerasa Taq (5U por depósito) se aplicó a la matriz que se puede disolver en regulador PCR de 1x en la presencia de una concentración final al 5% de Trehalose o Validamicina A. La concentración por depósito en una placa de 96 depósitos fue equivalente a la concentración de la polimerasa Taq almacenada congelada utilizada para una reacción PCR. La polímerasa Taq de control se almacenó convencionalmente en un congelador a una temperatura de -20°C. Para la recuperación, el depósito completo se hidrató con 20 ul de regulador PCR 1 x durante 4 a 45 minutos.
Para el análisis de actividad, las reacciones PCR se prepararon utilizando los protocolos PCR estándar y el producto PCR es sometió a electroforesis sobre un gel de agarosa. Los productos PCR de la polimerasa almacenada congelada y seca se compararon medíante inspección visual. Ambos productos PCR fueron iguales en intensidad. 3) Polimerasa de alta fidelidad Deep Vent™ (New England Biolabs Inc., Beverly, MA) - La polimerasa Deep Vent™ para las reacciones de PCR se transportó en hielo seco y se almacenó a una temperatura de -20°C. Si la cadena de transporte congelada fuera interrumpida, la enzima perdería su actividad. La pérdida de actividad de la proteína durante el tiempo a través del congelado descongelado repetido, tuvo como resultado la actividad reducida de la enzima. La polimerasa Deep Vent™ completamente activa se aplicó a la matriz de PVA que se puede disolver en regulador de PCR 1 x en la presencia de una concentración final al 5% de Validamicina A. La concentración por depósito en una placa de 96 depósitos fue (5U por depósito), equivalente a la concentración de la Polimerasa Deep Vent™ almacenada congelada, utilizada para una reacción PCR. La Polimerasa Deep Vent™ de control se almacenó en un congelador a una temperatura de -20°C. El depósito completo se hidrató con 20 µl de regulador PCR 1x durante 5 a 45 minutos. Las reacciones PCR se prepararon utilizando los protocolos PCR estándar y el producto PCR se sometió a electroforesis sobre un gel de agarosa. Como se muestra en la Figura 14, los productos PCR de la sequenasa almacenada congelada y en seco se compararon mediante inspección visual. Ambos productos PCR fueron ¡guales en intensidad de bromuro de etidío. No se pudieron detectar diferencias cuantitativas entre un tiempo de rehidratacíón de 5 minutos contra 60 minutos. b. Enzimas de restricción Hindlll se marcó en 20U y 40U por depósito, se aplicó a la matriz que se puede disolver en regulador de digestión 1x en la presencia de la concentración final al 5% de Trehalose o Validamicina A. La concentración por depósito en una placa de 96 depósitos fue equivalente a la concentración de polimerasa Taq almacenada congelada utilizada para una reacción PCR. El Hindlll de control se almacenó convencíonalmente en un congelador a una temperatura de -20°C. El depósito completo se hidrató con 20 µl de regulador de enzima de restricción 1x durante 5 a 45 minutos. Se digirió 1 ug de plásmido puc19 con la enzima de restricción rehidratada y el plásmido digerido fue sometido a electroforesis sobre un gel de agarosa. El patrón de efecto de banda de ADN del Hindlll almacenado congelado y en seco se compararon con un plásmido no digerido mediante inspección visual. La enzima almacenada congelada y seca mostró actividad equivalente. c. Formación de secuencias de ciclo BIG DYE™ La enzima ABl Big Dye™ (Applied biosystems Inc., Foster city, CA) para pérdida de actividad de formación de secuencias de ciclo durante el tiempo después de los procedimientos de congelado descongelado repetidos, dando como resultado una longitud de lectura reducida en la reacción de formación de secuencia y la calidad reducida de la lectura. Big Dye™ activo (ABl), almacenado de forma adecuada, fresco, se aplicó a la matriz PVA que se puede disolver en regulador de reacción 2x en la presencia de una concentración final al 5% de trehalosa (Fluka #90210). Para probar si la enzima Big Dye™ puede ser hidratada nuevamente en la presencia de plásmido y cebadores de formación de secuencia sin perder actividad, el Bíg Dye™ se marcó en la presencia de cebador delantero M13 y puc19. La concentración por depósito en una placa de 96 depósitos fue equivalente a la concentración de Sequenasa™ almacenada congelada (USB) utilizada para una reacción de formación de secuencia. La Sequenase™ de control se almacenó en un congelador convencional a una temperatura de -20°C. El depósito completo se hidrató con 20µl de regulador de reacción 1 X durante 30 minutos. Las reacciones se realizaron de acuerdo con las recomendaciones de los proveedores durante 35 ciclos. Los productos PCR de la reacción de formación de secuencias de ciclo se purificaron y analizaron utilizando un instrumento de formación de secuencias capilar ABl de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las secuencias del Big Dye™ almacenado congelado y en seco así como también el Big Dye™ seco en la presencia o ausencia del plásmido y los cebadores de formación de secuencias se compararon utilizando los programas de análisis de secuencia Mac Vector. La calidad de secuencia fue idéntica en las primeras 700 bases.
Las lecturas más largas fueron obtenidas utilizando los reactivos Big Dye secos, como se mostró en las Figuras 15A y 15B. d. Proteasas Las proteasas son fármacos objetivos principales. Actualmente, las proteasas son utilizadas para análisis de moléculas pequeñas para desarrollar fármacos nuevos contra las enfermedades virales tales como VIH. Los ensayos de proteasa con frecuencia son difíciles de realizar debido a que la actividad de proteasa es una reacción enzimática delicada en donde la actividad de línea de base de la proteasa almacenada se debe ajustar antes de cada ensayo. La cinética de la reacción varía con base en los cambios en la actividad de proteasa después de cada congelación-descongelación. Esta sección demuestra cómo las proteasas secas en la presencia de matriz que se puede disolver se protegieron de la pérdida de actividad y podrían ser activadas después de la hidratacíón nueva sin cambios en el perfil de actividad, dando como resultado ahorros de tiempo tremendos para cualquier uso de la enzima, tal como para un proyecto de análisis de molécula pequeña. 1 ) Proteasa de VIH - La proteasa de VIH se marcó a una concentración de 25 nM por depósito de una placa de 96 depósitos tratada previamente con matriz de PVA que se puede disolver en la presencia de regulador de actividad (0.5 M Mes, 25% de Glicerol, 1 M de NaCI, pH 5.25) que contiene Trehalosa o Validamícina A, a una concentración final del 2.5 al 10% (p/p). A medida que la proteasa de VIH de control se marcó en los depósitos de las placas de polipropileno en la presencia de Trehalosa o validamicina sin la presencia de matriz de PVA. La proteasa VIH seca se recuperó en un regulador de actividad 1x en la presencia de 150mM de clorhidrato de guanidina. La recuperación completa se logró una hora después de la rehidratación. La actividad de reacción enzimática fue seguida de un estudio cinético utilizando un péptido fluorogénico que contiene dos moléculas fluorescentes en un ensayo FRET durante un lapso de tiempo de 20 minutos. La reacción se analizó en un fluorómetro de placa de microtitulación Packard Fusión de acuerdo con las instrucciones del fabricante. No se puede restaurar actividad enzimática alguna utilizando la proteasa de VIH que había sido marcada con Trehalosa o Validamycín A solas, en la ausencia de la matriz de PVA que se puede disolver. En contraste, se recuperó el 100% de la actividad de proteasa de VIH utilizando la enzima que había sido marcada sobre la matriz de PVA en la presencia de trehalosa y se recuperó el 70% de la actividad de la enzima que había sido secada utilizando la matriz que se puede disolver (PVA) sola sin agentes estabilizadores adicionales. 2) Proteasa VIF - el VIF (Virus de inmunodefíciencia felina) es un virus relacionado de forma cercana con el VIH. La proteasa VIF fue marcada en depósitos tratados previamente con matriz que se puede disolver seca a una concentración de 0.5 µg por depósito en la presencia y ausencia del inhibidor basado en péptido, TL-3 (Lee et al., 1998, PNAS 95: página 939).
Los depósitos que contienen la matriz, la proteasa y el inhibidor TL-3 se secaron completamente y se almacenaron a temperatura ambiente. La proteasa de VIH seco se hidrató nuevamente durante una hora en un regulador de actividad 1x en la presencia de 150 mM de clorhidrato de guanidina. La actividad de reacción enzimática fue seguida por un estudio cinético utilizando un péptido fluorogénico que contiene dos moléculas fluorescentes en un ensayo FRET durante un lapso de tiempo de 20 minutos. La reacción se analizó en un fluorómetro de placa mícrotituladora Packard Fusión. La actividad de proteasa VIF se restauró en su totalidad después del procedimiento de rehidratación y la actividad enzimática se bloqueó mediante el TL-3 demostrando que la proteasa y su inhibidor son completamente activos después del almacenamiento en seco a temperatura ambiente. La trehalosa y validamicina, también se compararon como se describió anteriormente aunque para determinar como se afecta la proteasa VIF en los ensayos de proteasa para la protección de actividad de enzima durante el almacenamiento de matriz en seco a largo plazo de la proteasa a temperatura ambiente en la matriz de almacenamiento que se puede disolver. Cualquier aditivo se estabilizó en forma protectora la enzima y no se detectó diferencia para la protección de la enzima (Figura 17).
E. Liqasas - la lígasa de ADN T4 (New England Biolabs, Beverly, MA, #M0202L) (400 U) por depósito se aplicó a la matriz de PVA que se puede disolver como se describió anteriormente en el regulador de ligando 1x en la presencia de una concentración final al 5% de validamicina A. La ligasa de control se almacenó en un congelador a una temperatura de -20°C. El depósito completo se hidrató nuevamente con 20µl de regulador de ligando 1x durante 5 a 45 minutos. 50 ng de Salí digerido, plásmido puc19 de fosfatasa intestinal de ternera desfosforilada se ligó durante la noche con la ligasa hidratada nuevamente en paralelo con la ligasa almacenada congelada. La mitad de la reacción de ligado fue transformada en células bacterianas competentes DHdalfa. Las células fueron colocadas en placas de agar LB y el índice de transformación se analizó mediante el conteo de colonias. Únicamente los plásmídos ligados nuevamente pudieron formar colonias bajo estas condiciones. La ligasa almacenada en seco tuvo conteos de colonia mayores de 5 dobleces en comparación con la ligasa almacenada congelada.
F. Ensayo de proteasa de VIH que se puede reconstituir -Actualmente los ensayos de proteasa de VIH requieren descongelar la proteasa, suspenderla nuevamente en un regulador de actividad, suspender nuevamente el sustrato fluorogénico en su sistema regulador, mezclar la solución y aplicar la mezcla sobre placas de 96 depósitos fluorescentes especiales para una prueba previa de la actividad de enzima descongelada. Después de determinar la actividad de proteasa, el ensayo para el análisis de los compuestos inhibidores pudo empezar y normalmente es conducido en un formato de 96 depósitos. Se tuvo que repetir el mismo procedimiento que involucra los pasos de integración de pipetas descrito anteriormente. Estas sección muestra cómo utilizar la proteasa suministrada de acuerdo con las composiciones y métodos de la presente solicitud sobre la matriz que se puede disolver en forma seca, no se tienen que realizar pruebas previas, debido a que la actividad de proteasa VIH permaneció estable bajo condiciones secas. Utilizando la matriz de PVA que se puede disolver, preparada como se describió anteriormente, la proteasa de VIH y la proteasa de VIF se marcaron y secaron en su regulador de actividad respectivo en la concentración de reacción adecuada. El sustrato de proteasa fluorogénico y el depósito de control negativo que contiene el inhibidor de proteasa se suministraron en su regulador en forma seca sobre las placas de 96 depósitos también. El operador del análisis únicamente tuvo que agregar agua sola o que contiene un compuesto de análisis de inhibidor de prueba para hidratar nuevamente la proteasa que contiene el depósito, y el agua al depósito de sustrato fluorescente. Por consiguiente, la rehidratación de algunos depósitos de proteasa de VIF incluyeron el inhibidor TL-3 descrito anteriormente. El tiempo de manejo para el ensayo se redujo en más de 10 dobleces, y los resultados representativos se muestran en la Figura 18. Se pueden obtener ahorros similares de tiempo de otros ensayos bioquímicos, análisis y protocolos experimentales.
EJEMPLO S Almacenamiento a largo plazo de células utilizando la matriz de PVA que se puede disolver Este ejemplo describe el almacenamiento en seco a largo plazo a temperatura ambiente de células de E. Coli en un material de matriz que se puede disolver. Se suspendieron nuevamente números iguales de la bacteria de Escherichia coli (DH5 alfa) en medio de crecimiento LB y se marcaron en depósitos de una placa de 96 depósitos: a) sin matriz que se puede disolver en el medio de crecimiento, b) con matriz de PVA que se puede disolver en seco y c) mezclados con Validamycin A al 5% y marcados sobre la matriz que se puede disolver seca. Las placas se secaron durante la noche y se almacenaron a temperatura ambiente. Los depósitos con las tres condiciones diferentes fueron hidratados con medio de crecimiento durante una hora y el contenido de los depósitos fue colocado en placas sobre placas LB de cultivo bacteriano. Las placas fueron incubadas a una temperatura de 37°C durante la noche. El índice de recuperación de E.coli se analizó a través del conteo de las colonias bacterianas, como se muestra en la Figura 19. La matriz que se puede disolver también se preparó y utilizó para el almacenamiento a largo plazo en seco de las células, incluyendo otras bacterias, células de plantas, anímales o humanos, y para el almacenamiento en seco de hongos, virus (por ejemplo, lentivirus, baculovirus, etc.).
Las modalidades de las composiciones y métodos de almacenamiento de matriz seca de la presente invención también están contempladas para utilizarse con anticuerpos, ARN, enzimas y otras muestras biológicas como las que se proveen en la presente.
EJEMPLO 6 Recuperación de ADN después del almacenamiento en seco bajo esfuerzo inducido por calor Este ejemplo describe el almacenamiento en seco de ADN a temperatura elevada para mostrar los efectos de protección de las diversas composiciones de matriz de almacenamiento en seco. En el primer grupo de experimentos, las matrices de almacenamiento en seco fueron preparados en tubos de microfuga mediante el marcado de 20 µl de una solución de PVA al 1 % y se secaron durante la noche, como se describió anteriormente en el Ejemplo 1. Para el secado de matrices individuales, se aplicaron soluciones diferentes de un estabilizador único (1 % p/p) y las matrices se secaron nuevamente durante la noche. Los estabilizadores, (obtenidos de SigmaAldrich, Fluka and Research Products Int'l.) que se utilizaron en matrices diferentes fueron los siguientes: ß-lactosa, pentahidrato de D-(+)-rafinosa, ß-gentiobiosa, trehalosa, ectoína, mioinositol, monohidrato de D-lactosa, hidroxiectoína, maltitol, hidrato de D-gluconato de magnesio, sacarosa, D-maltosa, hidrato de sal de hemicalcío de ácido 2-ceto- D-glucóníco, D(+)-melezitosa, monohidrato de lactobionato de calcio. Las matrices de control recibieron el vehículo líquido que no contiene estabilizador. El ADN plásmido (500 ng) en solución acuosa se marcó sobre las matrices secas, las cuales se dejaron entonces secar al aire. Las matrices que contienen las muestras de ADN seco fueron entonces sometidas a esfuerzo inducido por calor siendo colocadas en un horno a temperatura controlada a 70°C durante 3 días. Las matices fueron entonces removidas del horno y las muestras individuales fueron recuperadas mediante la hidratación en 16µl de agua, y posteriormente fueron analizadas por electroforesis de gel de agarosa al 0.8%. Una vía de control del gel contuvo una muestra de ADN que se ha mantenido a una temperatura de 4°C en lugar de someterse al esfuerzo inducido por calor. Las bandas de ADN individuales que corresponden al ADN circular abierto (oc) y el ADN de segmento helicoidal doble (se) fueron visualizados mediante el manchado de bromuro de etidio bajo iluminación ultravioleta. Después del esfuerzo inducido por calor, menos del 10% del nivel de control (almacenamiento a 4°C) de las bandas de ADN oc y se pudo ser visualizado por el manchado de bromuro de etidio en las muestras que fueron almacenadas sobre una matriz seca en la ausencia de cualquier estabilizador. En las muestras que fueron sometidas a esfuerzo inducido por calor durante el almacenamiento en seco sobre una matriz que contiene, ya sea ectoína o maltitol, como un estabilizador, la intensidad del machando de bromuro de etidío aparente fue aproximadamente del 50 al 70% de aquel observado en la vía de control (almacenamiento a 4°C). En las muestras que fueron sometidas a esfuerzo inducido por calor durante el almacenamiento en seco sobre una matriz que contiene como un estabilizador uno de ß-lactosa, pentahidrato de D-(+)-rafinosa, ß-gentiobíosa, trehalosa, mio-inositol, monohidrato de D-lactosa, hidroxiectoína, hidrato de D-gluconato de magnesio, sacarosa, D-maltosa, hidrato de sal de hemicalcio de ácido 2-ceto-D-glucónico, D(+)-melezitosa o monohidrato de lactobionato de calcio, la intensidad del manchado de bromuro de etidio aparente fue aproximadamente del 80% o más de aquel observado en la vía de control (almacenamiento a 4°C). En el segundo grupo de experimentos, se utilizaron los materiales de matriz diferente a PVA. Las matrices de almacenamiento en seco fueron preparadas en tubos de microfuga como los que se describieron anteriormente excepto que en lugar de PVA, las matrices fueron preparadas a partir de soluciones al 1 % de cada uno de: carboximetilcelulosa (CMC, SigmaAldrich, peso molecular de 5,000 a 40,000 Da); 2-hidroxietilcelulosa ((C2H602)x, SigmaAldrich, peso molecular de 30,000 a 48,000 Da); poli(2-etil-2-oxazolina), ([-N(COC2H5)CH2CH2-]p, VWR, West Chester, PA, peso molecular de 5,000 a 80,000 Da); y polivinilpirrolidona (PVP, SigmaAldrich, peso molecular de 15,000 a 35,000). Un µg de ADN de plásmido fue manchado sobre cada matriz seca y se dejó secar al aire durante la noche. Los tubos fueron entonces incubados a una temperatura de 70°c para evaluar el esfuerzo inducido por calor como se describió anteriormente, y después de 3 días a una temperatura 70°C, los tubos fueron removidos y la matrices secas hidratadas nuevamente con 16 µl de agua. Las muestras hidratadas nuevamente fueron entonces sometidas a electroforesis sobre un gel de agarosa manchado con bromuro de etidio (0.8%) junto con una muestra de ADN de control que ha sido mantenida a una temperatura de 4°C en lugar de 70°C. Para los cuatro materiales de matriz, CMC, PVP, 2-hidroxíetilcelulosa y poli(2-etil-2-oxazolína), las recuperaciones de ADN sometido a esfuerzo por calor de 70°C como los evaluados mediante manchado de bromuro de etidio aparente de las bandas de ADN oc y se intactas excedieron a aquel de la muestra de ADN de control que se ha mantenido a 4°C en lugar de a 70°C. A partir de lo anterior, se apreciará que, aunque las modalidades específicas de la presente invención han sido descritas en la presente con propósitos de ilustración, se pueden realizar diversas modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la presente invención. Por consiguiente, la presente invención no está limitada, excepto por las Reivindicaciones anexas.

Claims (69)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltítol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán, y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente el inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador.
2.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos dos estabilizadores, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobíosa, inositol o quitosán, y en donde sí uno de los por lo menos dos estabilizadores comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente el inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador.
3.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; (b) por lo menos un estabilizador; y (c) por lo menos una muestra biológica, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltítol, mannítol, sacarosa, sorbitol, celobíosa, ¡nositol o quitosán, y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces también está presente el inhibidor de trehalasa como un segundo estabilizador.
4.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente, dicho material de matriz comprende alcohol polivinílico; y (b) por lo menos un estabilizador.
5.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde dicho por lo menos un estabilizador comprende un inhibidor de trehalasa.
6.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos uno y no más de dos estabilizadores, en donde el estabilizador no es trehalosa, lactitol, lactosa, maltosa, maltítol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán.
7.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde dicho por lo menos un estabilizador comprende un inhibidor de glicosidasa que es seleccionado del grupo que consiste de: (i) un inhibidor de trehalasa, (ii) un inhibidor de quitinasa, (iii) un inhibidor de a-glucosidasa, (iv) un inhibidor de glicógeno fosforilasa, (vi) un inhibidor de neuraminidasa, (vi) un inhibidor de ceramida glucosiltransferasa, y (vii) un inhibidor de lisosomal glicosidasa.
8.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 5, caracterizada además porque el inhibidor de trehalasa es seleccionado del grupo que consiste de suidatrestina, validamicina A, validoxílamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina y casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido.
9.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada además porque el material de matriz se disuelve en un solvente.
10.- La matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada además porque por lo menos un estabilizador comprende un inhibidor que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico.
11.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada además porque el solvente comprende un solvente biocompatible.
12.- La matriz de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque el material de matriz se disuelve en el solvente biocompatible.
13.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 5 a 7, caracterizada además porque el material de matriz comprende alcohol polívinílico.
14.- La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.1 % hasta aproximadamente el 10% de peso por volumen de alcohol polivinílico.
15.- La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.5% hasta aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polivinílico.
16.- La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polívinílico.
17.- La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la matriz se seca a partir de una solución que comprende desde aproximadamente el 0.5% hasta aproximadamente el 1.5% de peso por volumen de alcohol polivínílíco.
18.- La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la matriz se seca a partir de una solución que se seleccionada del grupo que consiste de: (i) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polívinílico, (ii) una solución que comprende aproximadamente el 3% de peso por volumen de alcohol polivinílico, (iíi) una solución que comprende aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polivinílíco, (iv) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivinílico y aproximadamente el 5% de peso por volumen de trehalosa, (v) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivinílico y aproximadamente el 5% de peso por volumen de validamicina, y (vi) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polívinílico, aproximadamente el 5% de peso por volumen de trehalosa y aproximadamente el 5% de peso por volumen de validamicina.
19.- La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque la matriz se seca a partir de una solución que es seleccionada del grupo que consiste de: (i) una solución que comprende desde aproximadamente el 1 % de peso por volumen hasta aproximadamente el 5% de peso por volumen de alcohol polivinílico y aproximadamente el 5% de peso por volumen de un inhibidor de trehalasa, (ii) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivinílico y desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 10% de peso por volumen de un inhibidor de trehalasa, y (iii) una solución que comprende aproximadamente el 1 % de peso por volumen de alcohol polivinílíco, aproximadamente el 5% de peso por volumen de trehalosa y aproximadamente el 5% de peso por volumen de un inhibidor de trehalasa.
20.- La matriz de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada además porque el inhibidor de trehalasa es seleccionado del grupo que consiste de suídatrestina, validamicina A, validoxilamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatína y casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido.
21.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 5 a 7, caracterizada además porque el material de matriz comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en polietilenglicol, agarosa, polí-N-vínilacetamida, carboximetilcelulosa, 2-hidroxietilcelulosa, poli(2-etil-2-oxazolína); polivinilpirrolidona, poli(4-vinilpiridina), óxido de polifenileno, acrilamida reticulada, polimetacrilato, nanotubos de carbono, poliláctído, copolímero de láctído/glicólído, copolímero de hidroximetacrilato, pectinato de calcio, succinato de acetato de hídroxipropilmetilcelulosa, proteoglícano de sulfato de heparina, ácido híalurónico, ácido glucurónico, trombospondin-1 de dominio de enlace de heparina de terminal N, fibronectína, un conjugado modificador polimérico soluble en péptido/agua y colágeno.
22.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6, caracterizada además porque por lo menos un estabilizador que está presente, comprende un inhibidor de trehalasa.
23.- La matriz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada además porque el inhibidor de trehalasa comprende validamícina.
24.- La matriz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada además porque el inhibidor de trehalasa es seleccionado del grupo que consiste de suidatrestina, validamicina A, validoxílamina A, MDL 26537, trehazolina, salbostatina y casuarin-6-O-a-D-glucopiranosido.
25.- La matriz de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque la muestra biológica comprende por lo menos uno de (i) una biomolécula aislada que es seleccionada del grupo que consiste de ADN, ARN, una proteína, un polipéptido, un lípido, un glicoconjugado, un oligosacárido y un polisacárido, y (i¡) el material biológico es seleccionado del grupo que consiste de una célula de mamífero, una bacteria, una célula de levadura, un virus, una vacuna, sangre, orina, un fluido biológico y una muestra bucal.
26.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente, dicho material de matriz comprende alcohol polivinílico; y (b) un primer estabilizador el cual comprende trehalosa; y (c) un segundo estabilizador el cual comprende validamicina A.
27.- La matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y 26, caracterizada además porque comprende adicionalmente un regulador que tiene la capacidad de mantener un pH deseado.
28.- La matriz de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada además porque el regulador comprende un compuesto que es seleccionado del grupo que consiste de Tris, citrato, acetato, fosfato, borato, HEPES, MES, MOPS, PIPES, carbonato y bicarbonato.
29.- La matriz de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque el inhibidor biológico o inhibidor bioquímicos es seleccionado del grupo que consiste de valídamicína A, TL-3, ortovanadato de sodio, fluoruro de sodio, N-a-tosil-Phe-clorometilcetona, N-a-tosíl-Lys-clorometilcetona, aprotinína, fluoruro de fenilmetilsulfonilo y fosfato de diisopropilfluoro.
30.- La matriz de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque el inhibidor biológico o el inhibidor bioquímico es seleccionado del grupo que consiste de un inhibidor de cinasa, un inhibidor de fosfatasa, un inhibidor de caspasa, un inhibidor de granzima, un inhibidor de adhesión celular, un inhibidor de división celular, un inhibidor de ciclo celular, un inhibidor de señalización de lípido y un inhibidor de proteasa.
31.- La matriz de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque el inhibidor biológico o el inhibidor bioquímico es seleccionado del grupo que consiste de un agente de reducción, un agente de alquilación y un agente antimicrobiano.
32.- La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada además porque el material de matriz comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en hidroxiectoína y poliestireno.
33.- La matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y 26, caracterizada además porque comprende por lo menos un indicador que se puede detectar.
34.- La matriz de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada además porque el indicador que se puede detectar comprende un indicador colorimétrico.
35.- La matriz de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada además porque el indicador que se puede detectar comprende uno o una pluralidad de compuestos de etiqueta GCMS.
36.- La matriz de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada además porque el indicador que se puede detectar es seleccionado del grupo que consiste de un indicador fluorescente, un indicador luminiscente, un indicador fosforescente, un indicador radiométrico, un tinte, una enzima, un sustrato de una enzima, una molécula de transferencia de energía y una etiqueta de afinidad.
37.- La matriz de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada además porque el indicador que se puede detectar tiene la capacidad de indicar de manera que se puede detectar la presencia de por lo menos uno de una amina, un alcohol, un aldehido, agua, un tiol, un sulfuro, un nitrito, avidíta, biotina, una inmunoglobulina, un oligosacárido, un ácido nucleico, un polipéptido, una enzima, una proteína citoesqueletal, una especie de oxígeno reactivo, un ion metálico, pH, Na+, K+, CI", un cianuro, un fosfato y selenio.
38.- La matriz de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada además porque el indicador que se puede detectar es seleccionado del grupo que consiste en rojo fenólíco, bromuro de etidio, una polimerasa de ADN, una endonucleasa de restricción, cloruro de cobalto, tinte de Reichardt y un sustrato de proteasa fluorogénica.
39.- El material de matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y 26, caracterizado además porque el material de matriz tiene la capacidad de almacenamiento en seco de la muestra biológica sin refrigeración.
40.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) por lo menos un material de matriz que comprende un polímero que se disuelve o disocia en un solvente; y (b) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces un inhibidor de trehalasa también está presente como un segundo estabilizador, en donde (I) el material de matriz de (a) no se ensambla por sí mismo en forma no covalente y tiene la estructura " C"*"]^ en donde X es -CH3, -CH2-, -CH2CH(OH)-, -CH2CH(OH)- sustituido, -CH2CH(COOH)-, -CH2CH(COOH)- sustituido, -CH=CH2, -CH=CH-, alquilo de CrC2 o alquilo sustituido, alquenilo de C2-2 o alquenilo sustituido, polioxietileno, polioxipropileno, o un copolímero aleatorio o de bloque del mismo; y en donde n es un entero que tiene un valor de aproximadamente 1 a 100, 101-500, 501-1000, 1001-1500 o 1501-3000, y en donde (II) el estabilizador no está enlazado en forma covalente al polímero y comprende trehalosa, un inhibidor de trehalasa, o un compuesto que comprende una estructura que es seleccionada del grupo que consiste de las fórmulas (i)-(xv): -II iv en donde R es seleccionado de -H, -OH, -CH2OH, -NHAc y -OAc.
41.- La matriz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque el polímero tiene la capacidad en ensamblarse por sí mismo de manera no covalente formando uno o una pluralidad de enlaces de hidrógeno.
42.- La matriz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque el polímero tiene la capacidad de formar por lo menos un enlace de hidrógeno con por lo menos un estabilizador.
43.- La matriz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque el polímero tiene la capacidad de formar por lo menos un enlace de hidrógeno con por lo menos uno de una molécula de ácido nucleico y un polipéptido.
44.- La matriz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque el material de matriz comprende por lo menos un polímero que es seleccionado del grupo que consiste en alcohol polivinílico, carboximetilcelulosa, 2-hidroxíetilcelulosa, poli(2-etil-2-oxazolína) y polivinilpirrolidona.
45.- La matriz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque el por lo menos un estabilizador comprende un compuesto que es seleccionado del grupo que consiste de D-(+)-rafinosa, ß-gentiobiosa, trehalosa, ectoína, mio-inositol, hidroxiectoína, D-gluconato de magnesio, hidrato de sal de hemícalcio de ácido 2-ceto-D-glucónico, D(+)-melezitosa y monohídrato de lactobionato de calcio.
46.- Un método para almacenar una muestra biológica, que comprende: poner en contacto una muestra biológica con una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (i¡) por lo menos un estabilizador en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces un inhibidor de trehalasa también está presente como un segundo estabilizador, y almacenar de esta manera dicha muestra biológica.
47.- El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado además porque comprende mantener la matriz sin refrigeración subsiguiente al paso de contacto.
48.- Un método para almacenar una muestra biológica, que comprende: (a) poner en contacto una muestra biológica con una matriz para almacenamiento substancíalmente en seco de una muestra biológica, la matriz comprende (¡) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (ii) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces un inhibidor de trehalasa también está presente como un segundo estabilizador; y (b) secar la matriz, y de esta manera almacenar dicha muestra biológica.
49.- El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque comprende mantener la matriz sin refrigeración subsiguiente a los pasos de contacto y secado.
50.- El método de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado además porque la actividad biológica de la muestra subsiguiente al paso de mantenimiento es substancialmente la misma que la actividad biológica de la muestra antes del paso de contacto.
51.- El método de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado además porque la degradación de la muestra biológica es disminuida en relación con la degradación de una muestra biológica de control mantenida sin refrigeración en la ausencia del material de matriz.
52.- El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque el paso de hacer contacto comprende disolver o disociar en forma simultánea el material de matriz en un solvente.
53.- El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque el paso de contacto es precedido disolviendo o disociando el material de matriz en un solvente.
54.- El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque el paso de contacto es seguido por la disolución o disociación del material de matriz en un solvente.
55.- Un método para preparar un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas para una o una pluralidad de muestras biológicas, que comprende: (a) administrar una matriz a uno o una pluralidad de depósitos de muestra de un dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas, en donde (1 ) dicho dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas comprende (i) una tapa, y (i¡) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestras que tiene la capacidad de contener una muestra biológica, y en donde (2) la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; y (ii) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltitol, mannitol, sacarosa, sorbítol, celobiosa, inositol o quitosán y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces un inhibidor de trehalasa también está presente como un segundo estabilizador, (b) secar uno o más de los depósitos de muestras, y de esta manera preparar el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas.
56.- El método de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado además porque el paso de administración comprende administrar una solución líquida o una suspensión líquida que contiene el material de matriz y el solvente.
57.- El método de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado además porque el por lo menos un depósito comprende por lo menos un indicador que se puede detectar.
58.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el indicador que se puede detectar comprende un indicador colorimétríco.
59.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el indicador que se puede detectar comprende uno o una pluralidad de compuestos de etiquetas GCMS.
60.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el indicador que se puede detector del grupo que consiste de un indicador fluorescente, un indicador luminiscente, un indicador fosforescente, un indicador radiométríco, un tinte, una enzima, un sustrato de una enzima, una molécula de transferencia de energía y una etiqueta de afinidad.
61.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el indicador que se puede detectar tiene la capacidad de indicar en forma que se puede detectar la presencia de por lo menos uno de una amina, un alcohol, un aldehido, agua, un tiol, un sulfuro, un nitrito, avidina, biotina, una inmunoglobulina, un oligosacárido, un ácido nucleico, un polipéptído, una enzima, una proteína citoesqueletal, una especie de oxígeno reactiva, un ion metálico, pH, Na+, K+, CI", un cianuro, un fosfato y selenio.
62.- El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque el indicador que se puede detectar es seleccionado del grupo que consiste de rojo fenólico, bromuro de etidio, una polimerasa de ADN, una endonucleasa de restricción, un cloruro de cobalto, un tinte de Reichardt y un sustrato de proteasa fluorogénico.
63.- El método de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado además porque por lo menos un depósito comprende por lo menos un estabilizador que es un inhibidor biológico o un inhibidor bioquímico.
64.- Un método para recuperar una muestra biológica almacenada, que comprende: (a) poner en contacto, en forma simultánea o secuencial y en cualquier orden un dispositivo de almacenamiento de muestra biológica, una o una pluralidad de muestras biológicas con una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, en donde (1 ) dicho dispositivo de almacenamiento de muestra biológica comprende (i) una tapa, y (ii) una placa de muestras que comprende uno o una pluralidad de depósitos de muestra que tienen la capacidad de contener la muestra biológica, en donde uno o más de dichos depósitos comprende la matriz, y en donde (2) la matriz comprende (i) un material de matriz que se disuelve o se disocia en un solvente, y (ii) por lo menos un estabilizador, en donde el estabilizador no es lactitol, lactosa, maltosa, maltítol, mannítol, sacarosa, sorbitol, celobiosa, inositol o quitosán y en donde si el por lo menos un estabilizador comprende un primer estabilizador que es trehalosa, entonces un inhibidor de trehalasa también está presente como un segundo estabilizador, (b) secar uno o más de los depósitos de muestras, (c) mantener el dispositivo de almacenamiento de muestras biológicas sin refrigeración subsiguiente a los pasos de contacto y secado; y (d) suspender nuevamente o disolver nuevamente la muestra biológica en un segundo solvente, y a partir de ahí recuperar la muestra biológica almacenada.
65.- El método de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado además porque la actividad biológica de la muestra subsiguiente al paso de mantenimiento es substancialmente la misma que la actividad biológica de la muestra antes del paso de contacto.
66.- El método de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado además porque el segundo solvente es seleccionado del grupo que consiste de (i) un solvente que es el mismo que el primer solvente y (ii) un solvente que es diferente del primer solvente.
67.- El método de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado además porque por lo menos uno del primer solvente y el segundo solvente es un regulador de actividad.
68.- Una matriz para almacenamiento substancialmente en seco de una muestra biológica, que comprende: (a) un material de matriz que se disuelve o disocia en un solvente; (b) por lo menos un estabilizador; y (c) una composición para tratamiento de la muestra.
69.- La matriz de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado además porque la composición para tratamiento de la muestra comprende una composición que es seleccionada del grupo que consiste de un regulador de actividad, un regulador de lisis celular, un agente para atrapar radicales libres, un desnaturalizante de muestra y un agente de neutralización de patógeno.
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