MXPA03010250A

MXPA03010250A - Metodo, sistema y recipiente de reaccion para procesar muestra biologica contenida en liquido.

Info

Publication number: MXPA03010250A
Application number: MXPA03010250A
Authority: MX
Inventors: Anton Josef Schmid Karl
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-04-11
Also published as: JP4351028B2; KR20040042823A; CN100476429C; AU2003252837B2; SG103939A1; SG139557A1; BR0305299A; CN1501080A; JP2004163437A; CA2444754A1; PL363448A1; AU2003252837A1; EP1419820A1; US20040106097A1

Abstract

La presente invencion se refiere a un metodo para procesar una muestra biologica contenida en un liquido. El metodo comprende : (a) introducir el liquido en una camara (17) de un recipiente de reaccion (11) que comprende un cuerpo tubular (12) que tiene una pared inferior (13) , una abertura superior (14) y paredes laterales (15,16) que se extienden entre la pared inferior (13) y la abertura superior (14), en donde la pared inferior (13) y las paredes laterales (15, 16) forman una camara (17) , y un vehiculo con forma de chip (21) que tiene una superficie activa que esta formada por un arreglo de polimeros biologicos, en donde la superficie activa es accesible al liquido contenido en la camara (17) , el vehiculo con forma de chip (21) esta localizado en una abertura (31) de una pared lateral (16) del cuerpo tubular (12) o en la superficie interior de la pared lateral (16) o en un hueco formado en la superficie interior de dicha pared lateral (16), (b) posicionar el recipiente de reaccion (11) en un sujetador de recipiente, en donde el posicionamiento se efectua antes o despues de introducir el liquido en la camara (17), y (C) mover el sujetador de recipiente a lo largo de una trayectoria predeterminada para causar un movimiento relativo del liquido contenido en la camara (17), con respecto a la superficie activa del vehiculo con forma de chip (21).

Description

MÉTODO, SISTEMA Y RECIPIENTE DE REACCIÓN PARA PROCESAR MUESTRA BIOLÓGICA CONTENIDA EN LÍQUIDO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método de conformidad con la introducción de la reivindicación 1. La invención además se refiere a un sistema de conformidad con la introducción de la reivindicación 5. La invención además se refiere a un recipiente de reacción de conformidad con la introducción de la reivindicación 9. Antecedentes de la Invención Se conocen cartuchos desechables que contienen un vehículo con forma de chip que tiene una superficie activa, para el análisis de muestras biológicas y en particular de ácidos nucleicos contenidos en muestras liquidas. En la Solicitud de Patente Europea EP 1224976 Al, se describe un cartucho de esta naturaleza, el cual corresponde a la Solicitud de Patente Norteamericana U.S. 10/033,424. En los dispositivos conocidos de este tipo, el vehículo con forma de chip está acomodado dentro de una cámara de procesamiento del cartucho, de tal modo que la superficie activa del vehículo con forma de chip es casi coplanar con la superficie interna de la cámara de proceso. Una cámara de proceso de este tipo es una celda de flujo REF: 150714 libre que tiene un corte transversal, e.g. rectangular, con un ancho en el rango de 0.5 a 20 milímetros y una profundidad en el rango de 0.05 a 1 milímetro. En la Solicitud de Patente Norteamericana U.S. 6,197,595 se describe una cámara de proceso que tiene estas · dimensiones .

Tal cartucho tiene una entrada y una salida que permiten, respectivamente, la introducción y remoción de una muestra liquida por ser analizada en la cámara anteriormente mencionada . Con el fin de proporcionar el contacto necesario entre una muestra líquida por ser analizada y los reactivos en la superficie activa del vehículo con forma de viruta, se proporciona un movimiento relativo entre la muestra y la superficie activa, e.g. por un movimiento oscilatorio del cartucho, de la manera descrita en la Solicitud de Patente Europea EP 1224976 Al ó por una acción de bombeo que mueve la muestra líquida hacia atrás y adelante dentro de la cámara de proceso. En el contexto de la presente invención, un vehículo con forma de viruta es un sustrato, en particular una viruta de vidrio o de silicio con forma, e.g. cuadrada, que tiene un espesor de e.g. 0.7 ó 1 milímetro y una denominada superficie activa, la cual es una superficie revestida con un arreglo de polímeros biológicos, e.g. un arreglo de diferentes fragmentos de ADN, e.g. sondas oligonucleotídicas de ADN, localizados en posiciones conocidas en esa superficie. Esos fragmentos de ADN sirven como sonda para detectar fragmentos de ADN que tengan una secuencia de ADN complementaria. Los polímeros biológicos son e.g. péptidos, proteínas y ácidos nucleicos . Las virutas de ADN contenidas en los cartuchos del tipo anteriormente mencionado, tienen un amplio rango de aplicaciones. Por ejemplo, se pueden utilizar para estudiar la relación de estructura-actividad entre diferentes materiales biológicos o para determinar la secuencia de ADN de un material biológico desconocido. Por ejemplo, la secuencia de ADN de tal material desconocido se puede determinar, por ejemplo, por un proceso conocido como secuenciación por hibridación. En un método de secuenciación por hibridación, se forman secuencias de diversos materiales en ubicaciones conocidas en la superficie de una viruta y se aplica una solución que contiene uno o más blancos por ser secuenciados a esa superficie. Los blancos se unirán para hibridizarse con únicamente las secuencias complementarias que están en el sustrato. Las ubicaciones en las que ocurre la hibridación se detectan mediante sistemas apropiados de detección, marcando los blancos con un colorante fluorescente, un isótopo radioactivo, una enzima o algún otro marcador. La información de las secuencias blanco se puede extraer de los datos obtenidos por tales sistemas de detección. Al combinar varias tecnologías disponibles, tales como la fotolitografía y las técnicas de fabricación, se ha hecho un progreso sustancial en la fabricación y colocación de diversos materiales en virutas del tipo anteriormente mencionado. Por ejemplo, se podrían fabricar miles de secuencias diferentes en un solo sustrato de aproximadamente 1.28 centímetros cuadrados, en sólo una pequeña fracción del tiempo requerido por los métodos convencionales . Tales mejorías hacen que estos sustratos sean prácticos para utilizarse en varias aplicaciones, tales como investigación biomédica, diagnóstico clínico y otros mercados industriales, así como el emergente campo de la genómica, el cual se enfoca en determinar la relación entre secuencias genéticas y la fisiología humana. La viruta se inserta en- una pared de un cartucho de una sola vía, con su superficie activa de cara al interior de la denominada cámara de proceso que está en el cartucho. En el método anteriormente mencionado de secuenciación por hibridación, el procesamiento del revestimiento en la superficie activa de la viruta, incluye inundar la cámara de proceso del cartucho con una solución que contiene uno o más blancos por ser secuenciados . Para varias aplicaciones, e.g. la- denominada hibridación dinámica, se requiere de una buena mezcla de la muestra líquida y los reactivos en la superficie activa del vehículo con forma de viruta. Los experimentos muestran que tal buena mezcla no se puede lograr por los métodos conocidos como los anteriormente mencionados . Otro inconveniente de las cámaras de la técnica anterior, es que la remoción completa del líquido contenido en la cámara de proceso, es difícil de lograr con la configuración y las dimensiones de las cámaras de la técnica anterior, aunque esto es necesario porque durante el proceso de análisis no sólo la muestra líquida por ser analizada, sino que también otros líquidos que contienen diferentes sustancias, se introducen en la cámara de proceso en varias etapas del proceso y cada uno de estos líquidos debe ser removido por completo después de cada etapa del proceso. En los dispositivos de la técnica anterior, la muestra liquida es suministrada a la cámara de proceso del cartucho mediante una válvula que está conectada con un conducto hacia el puerto de entrada del cartucho. Este arreglo de la técnica anterior tiene dos graves inconvenientes. Por un lado, la . formación de burbujas en la válvula y/o en el conducto de conexión que llega a la cámara de proceso, evitan que la superficie activa entera de la viruta sea accesible a la muestra líquida por ser examinada y evitan, de esta manera, obtener resultados de la prueba confiables. Por otro lado, el uso de una y la misma válvula por periodos prolongados y la conexión de la misma válvula hacia diferentes cámaras de proceso, hace surgir el problema de contaminación por arrastre de las muestras líquidas por ser probadas y éste es un grave obstáculo en un proceso que tiene como- objeto principal obtener resultados de prueba confiables. El taponamiento de las válvulas debido, e.g. a una alta concentración de sal de los líquidos que están siendo procesados, es otro inconveniente que afecta de manera negativa la conflabilidad de la operación del sistema de análisis. Adem s, cuando se van a procesar varios cartuchos en paralelo, una pluralidad de conductos y una compleja y por lo tanto costosa válvula son necesarios para suministrar las muestras líquidas por ser probadas hacia los cartuchos . Sumario de la invención Un primer objetivo de la presente invención, es proporcionar un método del tipo anteriormente mencionado, que proporciona una mezcla eficiente de la muestra líquida con los reactivos en la superficie activa del vehículo con forma de viruta. De conformidad con un primer aspecto de la presente invención, este objetivo se logra por medio de un método definido en la reivindicación 1. Un segundo objetivo de la presente invención, es proporcionar un sistema del tipo anteriormente mencionado, que hace posible llevar a cabo un método de conformidad con la presente invención a un bajo costo. De conformidad con un segundo aspecto de la presente invención, este objetivo se logra mediante un sistema como el definido en la reivindicación 5. Un tercer objetivo de la presente invención, es proporcionar un recipiente de reacción del tipo anteriormente mencionado, que hace posible llevar a cabo un método de conformidad con la presente invención a un bajo costo y el cual además permite la remoción completa del liquido del recipiente de reacción y por lo tanto de la cámara de proceso en donde está ubicado el vehículo con forma de viruta. De conformidad con un tercer aspecto de la presente invención, este objetivo se logra mediante un recipiente de reacción como el definido en la reivindicación 9. Las principales ventajas proporcionadas por 1.a presente invención son las siguientes: - La forma de la cámara de proceso dentro del recipiente de reacción, hace posible lograr una mezcla muy eficiente, incluso cuando se utilizan virutas pequeñas y esta ventaja se logra en particular debido a que la cámara tiene una configuración geométrica y dimensiones que son más favorables para este propósito, con respecto a aquellas cámaras de la técnica anterior.

- La forma de la cámara de proceso en el recipiente de reacción y la posición relativa del vehículo con forma de viruta dentro de la cámara, hacen posible remover casi por completo el líquido contenido en esa cámara y por lo tanto satisfacer los altos requerimientos a este respecto. - Puesto que todos los líquidos requeridos para realizar los métodos de análisis se proporcionan a la cámara de proceso o son removidos de la misma mediante las respectivas operaciones de pipeteo, los inconvenientes anteriormente mencionados relacionados con el uso de válvulas, se eliminan. Breve Descripción de los Dibujos La presente invención ahora se describirá en términos de sus modalidades preferidas, con referencia a los dibujos que la acompañan. Estas modalidades se establecen para ayudar a entender la presente invención, pero no se deben considerar como limitantes. La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un recipiente de reacción 11 de conformidad con la presente invención. La Fig. 2 muestra una vista despiezada en perspectiva del recipiente de reacción 11 mostrado en la Fig. 1. La Fig. 3 muestra una vista, en plano superior del recipiente de reacción 11 mostrado en la Fig. 1.

La Fig. 4 muestra una vista frontal del recipiente de reacción 11 mostrado en la Fig. 1. La Fig. 5 muestra una vista frontal en corte transversal del recipiente de reacción 11,· a lo largo de la línea A-A de la Fig. 3. La Fig. 6 muestra una vista frontal en corte transversal del recipiente de reacción 11, a lo largo de la línea B-B de la Fig. 3. La Fig. 7 muestra una vista lateral en corte transversal del recipiente de reacción 11, a lo largo de la línea C-C de la Fig. 4. La Fig. 8 muestra una vista en plano superior en corte transversal del recipiente de reacción 11, a lo largo de la línea D-D de la Fig. 4. La Fig. 9 muestra una vista inferior en corte transversal del recipiente de reacción 11, a lo largo de la línea E-E de la Fig. 4. La Fig. 10 muestra una vista lateral en corte transversal del recipiente de reacción 11, a lo largo de la línea F-F de la Fig. 4. La Fig. 11 muestra una vista despiezada en corte transversal de los elementos utilizados de conformidad con la presente invención para montar un vehículo con forma de viruta 21 en una pared lateral 16 de un recipiente de reacción 11.

La Fig. 12 muestra una vista en corte transversal de los elementos representados en la Fig. 11, después de que son ensamblados de conformidad con la presente invención. La Fig. 13 muestra una vista despiezada en corte transversal de los elementos utilizados de conformidad con la presente invención, para montar un vehículo con forma de viruta 21 en una pared lateral 16 de un recipiente de reacción 11. La Fig. 14 muestra la misma Fig. 13, pero con una viruta insertada y fuentes de energía. La Fig. 15 muestra una vista en corte transversal de los elementos representados en la Fig. 13, después de que el vehículo con forma de viruta 21 ha sido montado en una pared lateral 16. La Fig. 16 muestra una vista en plano superior del recipiente de reacción 11 mostrado en la Fig. 1 y un sujetador de recipiente 71, así como un ejemplo de una trayectoria 72 del recipiente de reacción para lograr un efecto de mezclado. La Fig. 17 muestra una vista lateral en corte transversal del recipiente de reacción 11 similar a la Fig. 7, pero muestra además una tapa 51 para cerrar el recipiente 11. La Fig. 18 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo sujetador 62 para interactuar con una tapa 51 del recipiente de reacción 11, para remover la tapa del recipiente, cerrar el mismo y/o transportar la tapa y/o el recipiente de reacción. La Fig. 19 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de transporte 61, para transportar el dispositivo sujetador 62 en las tres direcciones X, Y, Z normales de uno con respecto al otro . La Fig. 20 muestra una vista despiezada en perspectiva de los componentes del dispositivo sujetador 62 de las Figuras 18 y 19. La Fig. 21 muestra una modalidad preferida del recipiente 11 mostrado en las Figuras 1 a 10.

NÚMEROS DE REFERENCIA EN LOS DIBUJOS 11 recipiente de reacción 12 cuerpo tubular 13 pared inferior 14 abertura superior 15 pared lateral 16 pared lateral 17 cámara de proceso 18 zona transparente de la pared lateral 15 19 interfase térmica vehículo con forma de chip superficie activa del vehículo con forma de chip superficie exterior del vehículo 21 opuesta a la superficie activa pared etiqueta de código de barras superficie interior de la pared lateral 16 superficie exterior de la pared lateral 16 abertura en la pared lateral 16 cavidad superficie inferior superficie de la pared abertura armazón de sellado hueco cavidad armazón de aseguramiento líquido superficie libre de líquido cavidad cavidad unión con holgura tapa superficie inferior superficie de la pared abertura material fundido borde del vehículo con forma de chip 21 superficie interna de la capa de material fundido luz láser mecanismo de transporte dispositivo sujetador perno en la porción final del dispositivo sujetador 62 hueco anular en la tapa 51 hueco anular en la tapa 51 68 69 70 71 sujetador del recipiente 72 trayectoria del sujetador del recipiente 73 74 aparato electroóptico de medición 75 aparato electroóptico de medición Descripción Detallada de la invención Ejemplo de un Recipiente de Reacción de Conformidad con la Presente Invención Tal como se muestra en las Figuras 1-10 y en la 21, un recipiente de reacción 11 de conformidad con la presente invención, comprende un cuerpo tubular 12 que tiene una pared inferior 13, una abertura superior 14 y las paredes laterales 15, 16 que se extienden entre la pared inferior 13 y la abertura superior 14. La pared inferior 13 y las paredes laterales 15, 16 forman una cámara de proceso 17 para recibir un líquido 41 por ser procesado. Este liquido es, por ejemplo, una muestra liquida por ser analizada u otro líquido utilizado en varias etapas del proceso de análisis. En una modalidad preferida mostrada en la Fig. 21, el recipiente comprende una pared 24 y una etiqueta de código de barras 25 unida a la pared 24, que tiene información relevante para el procesamiento del líquido 41. En contraste a las cámaras de proceso de la técnica anterior para llevar a cabo procesos similares, el líquido 41 sólo se puede introducir y remover de la cámara de proceso 17 a través de la abertura superior 14 del cuerpo tubular 12. El recipiente de reacción 11 además comprende un vehículo con forma de chip 21, que tiene una superficie activa 22 formada por un arreglo de polímeros biológicos . La superficie activa 22 es accesible al líquido 41 contenido en la cámara de proceso 17. El vehículo con forma de chip 21 está localizado en una abertura 31 de una pared lateral 16 del cuerpo tubular 12 ó en la superficie interna de la pared lateral 16 ó en un hueco formado en la superficie interna de la pared lateral 16. Esta localización particular del vehículo con forma de chip, es ventajosa debido a que permite remover por completo cualquier líquido contenido en el recipiente de reacción, mediante una simple operación de pipeteo, durante la cual se inserta una punta de pipeta en el recipiente hasta que prácticamente toque el fondo del mismo. Puesto que el vehículo con forma de chip y la superficie activa del mismo no están en la ruta de trayectoria de la punta de pipeta, esta punta no puede causar ningún daño a la superficie activa del vehículo con forma de chip.

Dos ejemplos de elementos para montar el vehículo con forma de chip 21 en una abertura 31 de una pared lateral del recipiente 11, se describen a continuación. En uria modalidad preferida, el cuerpo tubular 12 del recipiente de reacción 11 está configurado y tiene dimensiones de tal manera que la cámara de proceso 17 se adapte para recibir una cantidad predeterminada de líquido 41 y cuando la cámara de proceso 17 contiene una cantidad predeterminada de líquido 41 y está en reposo, hay un espacio de aire entre la superficie libre 42 del liquido 41 y la abertura superior 14, y toda la superficie de la superficie activa 22 está en contacto con el líquido 41 contenido en la cámara de proceso 17. En una modalidad preferida, el vehículo con forma de chip 21 está localizado a una distancia predeterminada de la pared inferior 13 y de la abertura superior 14 del cuerpo tubular 12. En una modalidad preferida, el vehículo con forma de chip 21 es transparente y de este modo hace posible llevar a cabo mediciones electroópticas de la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21. En una modalidad preferida, el cuerpo tubular 12 tiene una pared lateral 15 localizada sustancialmente frente a la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21 y la pared lateral 15 tiene una zona transparente 18 que hace posible llevar a cabo mediciones electroópticas de la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21. En una modalidad preferida, el cuerpo tubular 12 comprende una interfase térmica 19 adaptada para entrar en contacto con un elemento de transferencia de calor localizado fuera del recipiente de reacción 11. La interfase térmica 19, por lo tanto, hace posible calentar y enfriar el contenido del recipiente de reacción 11, por medio del elemento de transferencia de calor. La interfase térmica 19 de preferencia es una zona de una pared lateral 15 del cuerpo tubular 12. En una modalidad preferida, el vehículo con forma de chip 21 está localizado en una abertura 31 de una pared lateral 16 del cuerpo tubular 12 y tiene una superficie externa 23 que está adaptada para entrar en contacto con el elemento de transferencia de calor localizado fuera del recipiente 11. El cuerpo tubular 12 está hecho, e.g. por moldeado por inyección de un material plástico adecuado para satisfacer, por un lado, los requerimientos térmicos del proceso que se está llevando a cabo, y por el otro lado, los requerimientos ópticos para permitir realizar mediciones electroópticas de la superficie activa 12 del vehículo con forma de chip 21. En una modalidad preferida, la cámara de proceso 17 tiene un ancho interior mayor de 1.5 milímetros, cuando menos en la región del recipiente de reacción 11 sobre el cual se extiende la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21. En una modalidad preferida, el cuerpo tubular 12 está configurado y tiene dimensiones de tal manera que la cámara de proceso 17 se adapte para recibir una cantidad predeterminada de líquido 41 que varía dentro de un rango de 10 a 800 m'icrolitros . En una modalidad preferida, el cuerpo tubular 12 está configurado y tiene dimensiones de tal modo que la cámara de proceso 17 tenga aproximadamente la forma de un cuboide con longitudes latérales que son iguales o del mismo orden de magnitud. Este cuboide tiene, e.g. una longitud lateral de aproximadamente 3 milímetros o mayor de 3 milímetros. Esta forma de la cámara de proceso 17 se distingue de las cámaras de proceso de la técnica anterior que son para propósitos similares, y es particularmente ventajosa porque permite realizar un mezclado en remolino muy efectivo. En una modalidad preferida, la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21 tiene la forma de un cuadrado y la longitud lateral de este cuadrado varía dentro del rango de 2 a 10 milímetros. En una modalidad preferida mostrada en la Fig. 17, el recipiente de reacción 11 además- comprende una tapa 51 para cerrar la abertura superior 14 del cuerpo tubular 12, y la tapa 51 constituye un cierre removible para la abertura 14. En una modalidad preferida, la tapa 51 también está configurada y tiene dimensiones tales que una parte de la misma es una interfase de transporte adaptada para cooperar con ún dispositivo sujetador 62 del mecanismo de transporte 61. La cooperación del dispositivo sujetador 62 y la tapa 51, hace posible el transporte automático del recipiente 11 por medio del mecanismo de transporte 61. Primer Ejemplo de Elementos para Montar un Vehículo con Forma de Chip 21 en una Abertura de una Pared Lateral del Recipiente de Reacción 11 Las Figuras 11 y 12 muestran una porción de la pared lateral 16 en la cual se inserta un vehículo con forma de chip 21 en una abertura 31 de la pared lateral 16. El elemento para . fij r el vehículo 21 en la abertura 31 proporciona una conexión a prueba de líquidos y de gases entre el vehículo con forma de chip y la pared lateral 16. El método de fijación y el elemento que se describirá más adelante se basan en el método y elementos descritos en la Solicitud de Patente Norteamericana con número de publicación US 2002/0019044 Al, cuyo contenido se incorpora en la presente como referencia. Como puede observarse en la Fig. 11, la pared lateral 16 tiene una superficie interior 26 y una superficie exterior 27 y la abertura 31 define una primera cavidad 32 para recibir un vehículo con forma de chip 21 y una segunda cavidad 38 frente al interior de la cámara de proceso 17 dentro del recipiente de reacción 11. La parte de la cavidad 32 que se muestra en la Fig. 12 que está entre el vehículo con forma de chip 21 y el plano definido por la superficie exterior 27, define la abertura numérica disponible para la emisión de luz fluorescente. Esta abertura define la accesibilidad óptica del chip que tiene que ser garantizada para realizar lecturas. El chip 21 está hecho, e.g. de vidrio, tiene un espesor de e.g. 0.7 ó 1.0 milímetros y tiene sustancialmente la forma de un cuadrado. Puesto que el tamaño del chip 21 tiene una tolerancia relativamente alta de e.g. 0.0762 milímetros, en la modalidad que se describe a continuación el espacio disponible en la cavidad 32 para recibir y posicionar al chip 21, tiene una correspondiente unión con holgura . La cavidad -32 tiene una superficie inferior plana o sustancialmente plana 33 y la superficie de la pared inclinada 34 que se extiende entre la superficie exterior 27 de la pared lateral 16 y la superficie inferior 33. Cada una de las superficies de pared inclinada 34 forma un ángulo obtuso con la superficie inferior 33. La superficie inferior 33 tiene una abertura 35 que se abre hacia la segunda cavidad 38.

Como se puede observar, en particular en las Figuras 11 y 12, esta modalidad ofrece la ventaja de que permite la inserción del vehículo con forma de chip 21 en su posición dentro de la cavidad 32 desde el exterior del recipiente de reacción 11. Un armazón de sellado 36, que está hecho de un material comprimible, es parte de la pared lateral 16 y está conectado con la superficie inferior 33 de la cavidad 32. En una modalidad preferida, el armazón de sellado 36 se forma en la superficie inferior 33 mediante un proceso de moldeado por inyección. En otra modalidad, el armazón de sellado 36 está unido por adherencia a la superficie inferior 33. Se utiliza un armazón de aseguramiento 39 representado en la Fig. 11, para conectar firmemente el vehículo con forma de chip 21 con la pared lateral 16. El corte transversal del armazón de aseguramiento 39 tiene forma de cuña. En una modalidad preferida, el armazón de aseguramiento 39 se puede unir a la pared lateral 16 mediante un proceso de soldadura. Como se puede apreciar en las Figuras 11 y 12 , el chip 21 está posicionado en la cavidad 32 de la pared lateral 16.

Como se puede observar en la Fig. 12, la forma y dimensiones de la cavidad 32, chip 21, armazón de sellado 36, armazón de aseguramiento 39 y abertura 35 de la superficie inferior 33 de la cavidad 32, se seleccionan de tal manera que el chip 21 se ajuste en el espacio delimitado por el armazón de sellado 36 y existe un hueco 37 entre el armazón de sellado 36 y la superficie de la pared lateral inclinada 34 de la primera cavidad 32 y el armazón de aseguramiento 39 es ligeramente más grande que el espacio 37, pero el armazón de aseguramiento 39, sin embargo, puede insertarse en el hueco 37 mediante una presión ejercida sobre el armazón de aseguramiento 39 contra la pared lateral 16. Esa presión causa una compresión del armazón de sellado 36 y una correspondiente presión sobre una parte sustancial de la superficie exterior de la periferia lateral del chip 21. Esta última superficie exterior está en contacto con el armazón de sellado 36. En una modalidad preferida, la pared lateral 16 y el armazón de aseguramiento 39 están hechos de un primer material plástico, e.g. un polipropileno (PP) , un policarbonato (PC) o acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y el armazón de sellado 36 está hecho de un segundo material plástico, e.g. un elastómero termoplástico, el cual es más blando que el primer material plástico. Como se puede observar en la Fig. 12, parte de la cavidad 32 forma una ventana que proporciona un acceso visual y óptico hacia la superficie activa del vehículo con forma de chip 21.

Como puede observarse en la Fig. 12, el elemento anteriormente descrito para unir el chip 21 a la pared lateral 16, hace posible montar el chip 21 de tal modo que quede casi coplanar con el lado de la pared lateral 16 que da frente a la cámara de proceso 17. Puesto que el chip sólo es sostenido por fuerzas de fricción, una fuerza de contacto mínima del chip de 5N se ha definido para asegurar la operación apropiada y en particular para asegurar que la montura del chip permanezca impermeable hasta un exceso de presión de 300 milibares . Segundo Ejemplo de Elementos para Montar un Vehículo con Forma de Chip 21 en una Abertura de una Pared Lateral del Recipiente de Reacción 11 Las Figuras 13, 14 y 15 muestran una porción de la pared lateral 16 en la cual se inserta un vehículo con forma de chip 21 en una abertura 31 de la pared latearl 16. El elemento para fijar el vehículo 21 en la abertura 31 descrita en lo sucesivo, proporciona una conexión impermeable a líquidos y gases entre el vehículo con forma de chip 21 y la pared lateral 16. El método de fijación y los elementos que se describen a continuación, se basan en el método y elementos descritos en la Solicitud de Patente Europea No. 02077768.6 y en la Solicitud de Patente Norteamericana U.S. No. 10/205,734, cuyo contenido se incorpora en la presente como referencia.

Como puede observarse en la Fig. 13, la pared lateral 16 tiene una superficie exterior 27 y una superficie interior 26, una primera cavidad 48 para recibir un vehículo con forma de chip 21 y una segunda cavidad 49 que forma una ventana que proporciona un acceso visual y óptico hacia dicha primera cavidad 48 y de este modo hacia la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21. Típicamente, el chip 21 está hecho de vidrio, tiene un espesor de 0.7 ó 1.0 milímetros y tiene sustancialmente la forma -de un cuadrado. Puesto que el tamaño del chip 21 tiene una tolerancia dimensional relativamente alta de, e.g. 0.0762 milímetros de longitud y ancho, en la modalidad que se describe a continuación, el espacio disponible en la cavidad 48 para recibir y posicionar al chip 21, tiene una correspondiente unión con holgura 50. La cavidad 48 tiene una superficie inferior plana 53 y superficies de pared lateral 54 que se extienden entre la superficie exterior 27 de la pared lateral 16 y la superficie inferior 53. Como se muestra en las Figuras 13-15, una capa de un material fundido de sellado sólido 56 se acomoda en las superficies de pared lateral 54. El material fundido sólido se fusiona por calor, específicamente por irradiación con luz láser y se solidifica nuevamente cuando se enfría. Con el fin de facilitar la inserción del chip 21, las superficies internas 59 de la capa de material fundido 56 pueden estar inclinadas para obtener una abertura que se va estrechando hacia la superficie del fondo 54. Para este propósito, el estrechamiento causado por el moldeado de inyección de esta pieza, puede ser suficiente. La superficie inferior 53 tiene una abertura 55 que se abre hacia la segunda cavidad 49. Como se puede observarse en las Figuras 13 y 14, el chip 21 está posicionado en la cavidad 48 de la pared lateral 16. El material fundido 56 se calienta por medio de una luz láser 60 proporcionada por una fuente de luz adecuada. La luz láser se dirige secuencialmente hacia un número de puntos en la capa de material fundido 56 o simultáneamente hacia toda la capa de material fundido 56. El material fundido 56, entonces, se vuelve líquido y llena el espacio 50 entre las paredes 54 y el borde del chip 21. Obviamente, las irregularidades en la forma del borde del chip 21 no tienen ninguna influencia sensible sobre este proceso, ni tampoco sobre la calidad de la unión entre el material fundido 56 y el chip 21. Al contrario, se puede esperar que las irregularidades mejoren su fuerza mecánica. Otras ventajas del método anterior para fijar el vehículo con forma de chip en la pared lateral 16, son las siguientes : a) no hay tensión mecánica involucrada en establecer la unión entre la pared lateral 16 y el chip 21, en contraste con los dispositivos conocidos en donde el chip es sostenido por elementos de pinza; b) no se tiene que administrar un adhesivo después de posicionar el chip y se evita la desventaja de los adhesivos conocidos que se estableció en la introducción; c) el chip se puede insertar en la superficie exterior de la pared lateral 16; d) la solidificación del material fundido, e.g. el proceso de unión, es un proceso físico (transición de fase) y es muy rápido; e) el material fundido, de preferencia, se puede seleccionar de tal modo que retenga permanentemente cierta elasticidad; f) el material fundido no impide las mediciones de fluorescencia, i.e. tiene una baja actividad de fluorescencia a 633 nm; y g) se incrementa la vida útil con respecto a los adhesivos convencionales . En una modalidad, se utilizaron los siguientes materiales : • Chip 21: vidrio • Capa de material fundido 56: Ecomelt Pl Ex318 (Collano Ebnóther AG, Suiza) : Temperatura de abl ndamiento: 90°C (DIN 52011; ASTM D36/E28) ; rango de temperatura de trabajo: 150-180°C, típicamente 160°C. Se ha verificado experimentalmente que el chip resiste de manera segura un exceso de presión de 500 mbares a 20°C y que no ocurre ningún derrame. Incluso a 60°C, la unión resiste la presión durante algunos minutos. La Fig. 15 muestra el estado fijo del vehículo con forma de chip 21 en una vista en corte transversal. La Fig. 15 muestra en particular que el material fundido 56 llena la unión con holgura 50 del fondo. Como se puede observar en las Figuras 13 a 15, la forma y dimensiones de la cavidad 58, el chip 21, la capa de material fundido 56 y la abertura 55 de la superficie inferior 53 de la cavidad 48, se seleccionan de tal modo que el vehículo con forma de chip 21 se ajuste en el espacio delimitado por la capa de material fundido 56. Ejemplo de un Sistema de Conformidad con la Presente Invención De conformidad con, la presente invención, se proporciona un sistema para procesar una muestra biológica contenida en un líquido, que comprende un recipiente de reacción 11 del tipo anteriormente descrito, un sujetador del recipiente 71 para sujetar el recipiente de reacción 11 y elementos para mover el sujetador del recipiente 71 y por lo tanto el recipiente 11 a lo largo de una trayectoria predeterminada 72, que puede ser e.g. tal como se muestra en la Fig. 16, para causar un movimiento relativo del líquido 41 contenido en la cámara de proceso 17 con respecto a la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21. Con el fin de lograr la trayectoria 72 del sujetador del recipiente 71, el sistema de preferencia comprende un motor de remolino (no mostrado) y un elemento de transmisión mecánica adecuado. La ruta de la trayectoria 72 puede diferir de la ruta mostrada como ejemplo en la Fig. 16 y puede ser cualquier ruta adecuada para lograr un efecto de mezclado efectivo. Como se describió anteriormente, el recipiente de reacción 11 comprende un cuerpo tubular 12 que tiene una pared inferior 13 , una abertura superior 14 y paredes laterales 15, 16 que se extienden entre la pared inferior 13 y la abertura superior 14. La pared inferior 13 y las paredes laterales 15, 16 forman una cámara de proceso 17 para recibir un líquido 41 por ser procesado. Este líquido es e.g. una muestra líquida por ser analizada u otros líquidos utilizados en varias etapas del proceso de análisis. En contraste a las cámaras de proceso de la técnica anterior para llevar a cabo procesos similares, el líquido 41 sólo puede ser introducido y removido de la cámara de proceso 17, a través de la abertura superior 14 del cuerpo tubular 12. El recipiente de reacción 11 además comprende un vehículo con forma de chip 21 que tiene una superficie activa 22 formada por un arreglo de polímeros biológicos. La superficie activa 22 es accesible a un líquido 41 contenido en la cámara de proceso 17. El vehículo con forma de chip 21 está localizado en una abertura 31 de una pared lateral 16 del cuerpo tubular 12 ó en la superficie interior de la pared lateral 16 ó en un hueco formado en la superficie interior de la pared lateral 16. En una modalidad preferida, el sistema además comprende un elemento de transferencia de calor para calentar y enfriar el contenido del recipiente de reacción 11. El elemento de transferencia de calor está localizado fuera del recipiente de reacción 11 y está adaptado para ponerse en contacto con una interfase térmica 19 que es parte del cuerpo tubular 12 del recipiente de reacción 11. La interfase térmica 19 de preferencia es una zona de una pared lateral 15 del cuerpo tubular 12. En una modalidad preferida del sistema, el vehículo con forma de chip 21 se localiza en una abertura 31 de una pared lateral 16 del cuerpo tubular 12 y tiene una superficie exterior 23 adaptada para entrar en contacto con un elemento de transferencia de calor localizado fuera del recipiente de reacción 11 y el sistema además comprende un elemento de transferencia de calor para calentar y enfriar el contenido del recipiente de reacción 11. El elemento de transferencia de calor (no mostrado) se localiza fuera del recipiente de reacción 11 y está adaptado para entrar en contacto con la superficie exterior 23 del vehículo con forma de chip 21. En una modalidad preferida, el sistema además comprende un aparato de medición electroóptica 74 para examinar la superficie activa 22 a través de la zona transparente 18 de la pared lateral 15, o un aparato de medición electroóptica 75 para examinar la superficie activa 22 a través de una zona transparente del vehículo con forma de chip 21. Los aparatos de medición electroóptica 74 y 75, respectivamente, pueden ser e.g. un fluorímetro . Una modalidad preferida del sistema además comprende un aparato automático de pipeteo para efectuar las operaciones de pipeteo necesarias para introducir los líquidos necesarios en el recipiente de reacción 11 ó para remover los líquidos de dicho recipiente. Tal aparato automático de pipeteo puede incluir elementos de transporte para llevar una punta de pipeta hacia las posiciones de pipeteo seleccionadas . Tal elemento de transporte puede ser del tipo adaptado para mover una punta de pipeta en tres direcciones X, Y, Z que son normales unas con respecto a las otras . Una modalidad preferida del sistema además comprende un dispositivo sujetador 62 del tipo mostrado en la Fig. 18 y un mecanismo de transporte 61 mostrado en la Fig. 19, para mover y accionar el dispositivo sujetador 62 para efectuar una o más de las siguientes operaciones: remover una tapa 51 .de un recipiente de reacción 11, reemplazar una tapa removida 51 en la abertura superior 14 de un recipiente de reacción, recoger una tapa 51 de un recipiente de reacción y el recipiente de reacción conectado a la misma y llevarlos de una primera posición hacia una segunda posición. Como se muestra en la Fig. 20, el dispositivo sujetador 62 está configurado y tiene las dimensiones de tal manera que la parte del extremo inferior del mismo está adaptada para cooperar con una correspondiente parte de la tapa 51 y formar una conexión removible con la misma. Para este propósito, la parte final del dispositivo sujetador tiene proyecciones con forma de alfiler 63 que entran y se acoplan con los huecos anulares 64 y 65, respectivamente, en la parte superior de la tapa 51, para formar una conexión que pueda ser asegurada al rotar el dispositivo sujetador 62 en un sentido y que se desasegure o libere al rotar el dispositivo sujetador 62 en el sentido opuesto. La cooperación del dispositivo sujetador 62 y la tapa 51, por lo tanto, hace posible el transporte automático del recipiente 11 por medio de un mecanismo de transporte 61 mostrado en la Fig. 19. La operación de un dispositivo sujetador del tipo anteriormente mencionado y su cooperación con una tapa, se describen con mayor detalle en la Solicitud de Patente Norteamericana US No. 6,216,340 Bl, cuyo contenido se incorpora en la presente como referencia. Ejemplo de un Método de Conformidad con la Presente Invención De conformidad con la presente invención, un método para procesar una muestra biológica contenida en un líquido, comprende los siguientes pasos : (a) introducir un líquido 41 en una cámara de proceso 17 de un recipiente de reacción 11 que comprende un cuerpo tubular 12 que tiene una pared inferior 13, una abertura superior 14 y paredes laterales 15, 16 que se extienden entre la pared inferior 13 y la abertura superior 14, la pared inferior 13 y las paredes laterales 15, 16 forman la cámara de proceso 17, y un vehículo' con forma de chip 21 que tiene una superficie activa 22 que está formada por un arreglo de polímeros biológicos, en donde la superficie activa 22 es accesible al líquido 41 contenido en la cámara de proceso 17, el vehículo con forma de chip 21 está localizado en una abertura 31 de una pared lateral 16 del cuerpo tubular 12 ó en la superficie interior de una pared lateral 16 ó en un hueco formado en la superficie interior de la pared lateral 16, (b) posicionar el recipiente de reacción 11 en un sujetador de recipiente 71, en donde el posicionamiento se efectúa antes o después de introducir el líquido 41 en la cámara de proceso 17, y (c) mover el sujetador del recipiente 71 a lo largo de una trayectoria predeterminada 72 para causar un movimiento relativo del líquido 41 contenido en la cámara de proceso 17, con respecto a la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip 21. Dentro de los alcances de la presente invención, el paso de mover el sujetador del recipiente 71 a lo largo de una trayectoria predeterminada, incluye cualquier método adecuado para agitar el líquido contenido en el recipiente 11 y de esta manera lograr un mezclado efectivo del líquido con los reactivos de la superficie activa 22 del vehículo con forma de chip o con cualquier otro reactivo contenido en el recipiente 11.

En una modalidad preferida del método, el sujetador del recipiente y por lo tanto el recipiente de reacción, son movidos a lo largo de una trayectoria adecuada para lograr un efecto de mezclado en remolino y dicho movimiento de preferencia se realiza periódicamente con una frecuencia predeterminada. Esta frecuencia de preferencia es mayor de 1 ciclo por segundo. En una modalidad preferida, la introducción de líquidos y la remoción de líquidos del recipiente de reacción 11, se lleva a cabo exclusivamente por operaciones de pipeteo realizadas de preferencia por una pipeta automática, que utiliza puntas de pipeta que se introducen en el recipiente 11 para realizar las operaciones de pipeteo. Este procesamiento contribuye a eliminar el riesgo de la presencia de burbujas en la cámara de proceso 17 del recipiente 11. Aunque se ha descrito una modalidad preferida de la invención utilizando términos específicos, tal descripción únicamente es para propósitos ilustrativos y debe entenderse que se pueden realizar cambios y variaciones sin apartarse del alcances y espíritu de las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un método para procesar una muestra biológica contenida en un liquido, caracterizado porque comprende: (a) introducir el líquido en una cámara de un recipiente de reacción que comprende, un cuerpo tubular que tiene una pared inferior, una abertura superior y paredes laterales que se extienden entre la pared inferior y la abertura superior, en donde la pared inferior y las paredes laterales forman una cámara, y un vehículo con forma de chip que tiene una superficie activa que está formada por un arreglo de polímeros biológicos, en donde la superficie activa es accesible al líquido contenido en la cámara, estando el vehículo con forma de chip localizado en una abertura de una pared lateral del cuerpo tubular o en la superficie interior de la pared lateral o en un hueco formado en la superficie interior de dicha pared lateral, (b) posicionar el recipiente de reacción en un sujetador de recipiente, en donde el posicionamiento se efectúa antes o después de introducir el líquido en la cámara, y (c) mover el sujetador del recipiente a lo largo de una trayectoria predeterminada, para causar un movimiento relativo del líquido contenido en la cámara con respecto a la superficie activa del vehículo con forma de chip. 2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el movimiento se realiza a lo largo de una trayectoria adecuada para lograr un efecto de mezclado en remolino.
3. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el movimiento se realiza periódicamente con una frecuencia predeterminada.
4. Un método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la frecuencia es mayor de 1 ciclo por segundo .
5. Un sistema para procesar una muestra biológica contenida en un liquido, caracterizado porque comprende: (a) un recipiente de reacción que comprende un cuerpo tubular que tiene una pared inferior, una abertura superior y paredes laterales que se extienden entre la pared inferior y la abertura superior, en donde la pared inferior y las paredes laterales forman una cámara, y un vehículo con forma de chip que tiene una superficie activa que está formada por un arreglo de polímeros biológicos, en donde la superficie activa es accesible al líquido contenido en la cámara. estando el vehículo con forma de chip localizado en una abertura de una pared lateral del cuerpo tubular o en la superficie interior de dicha pared lateral o en un hueco formado en la superficie interior de la pared lateral, (b) un sujetador de recipiente para sujetar el recipiente de reacción, y (c) elementos para mover el sujetador del recipiente a lo largo de una trayectoria predeterminada, para causar un movimiento relativo del liquido contenido en la cámara con respecto a la superficie activa del vehículo con forma de chip.
6. Un sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende un elemento de transferencia de calor para calentar y enfriar el contenido del recipiente de reacción, en donde el elemento de transferencia de calor está localizado fuera del recipiente de reacción y está adaptado para entrar en contacto con una interfase térmica que es parte del cuerpo tubular del recipiente de reacción.
7. Un sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la interfase térmica es una zona de una pared lateral del cuerpo tubular.
8. Un sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el vehículo con forma de chip está localizado en una abertura de una pared lateral del cuerpo tubular y tiene una superficie externa adaptada para entrar en contacto con un elemento de transferencia de calor localizado fuera del recipiente de reacción, en donde dicho sistema además comprende un elemento de transferencia de calor para calentar y enfriar el contenido del recipiente de reacción, en donde el elemento de transferencia de calor está localizado fuera del recipiente de reacción y está adaptado para entrar en contacto con la superficie exterior del vehículo con forma de chip .
9. Un recipiente de reacción para procesar una muestra biológica contenida en un líquido, caracterizado porque comprende : (a) un cuerpo tubular que tiene una pared inferior, una abertura superior y paredes laterales que extienden entre la pared inferior y la abertura superior, en donde la pared inferior y las paredes laterales forman una cámara para recibir un líquido por ser procesado, y (b) un vehículo con forma de chip que tiene una superficie activa que está formada por un arreglo de polímeros biológicos, en donde la superficie activa es accesible al líquido contenido en la cámara, estando el vehículo con forma de chip localizado en una abertura de una pared lateral del cuerpo tubular o en la superficie interior de dicha pared lateral o en un hueco formado en la superficie interior de la pared lateral.
10. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo tubular está configurado y tiene dimensiones de tal manera que la cámara esté adaptada para recibir una cantidad predeterminada de un líquido y que cuando la cámara contenga esa cantidad de líquido y se encuentre en estado de reposo, exista un espacio de aire entre la superficie libre del líquido y la abertura superior y en donde la totalidad de la superficie activa está en contacto con el líquido contenido en la cámara.
11. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el vehículo con forma de chip está localizado a una distancia predeterminada de la pared inferior y de la abertura superior del cuerpo tubular.
12. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el vehículo con forma de chip es transparente y por lo tanto hace posible realizar mediciones electroópticas de la superficie activa del vehículo con forma de chip.
13. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo tubular tiene una pared lateral localizada sustancialmente enfrente de la superficie activa del vehículo con forma de chip, en donde la pared lateral tiene una zona transparente que hace posible realizar mediciones electroópticas de la superficie activa del vehículo con forma de chip.
14. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo tubular comprende una interfase térmica adaptada para entrar en contacto con un elemento de transferencia de calor localizado fuera del recipiente de reacción, haciendo posible de esta manera calentar y enfriar el contenido del recipiente de reacción, por medio de dicho elemento de transferencia de calor.
15. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la interfase térmica es una zona de una pared lateral del cuerpo tubular.
16. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el vehículo con forma de chip está localizado en una abertura de una pared lateral del cuerpo tubular y tiene una superficie exterior que está adaptada para entrar en contacto con un elemento de transferencia de calor localizado fuera del recipiente de reacción .
17. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la cámara tiene un ancho interior mayor de 1.5 milímetros, cuando menos en la región del recipiente de reacción sobre la cual se extiende la superficie activa del vehículo con forma de chip.
18. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo tubular está configurado y tiene dimensiones de tal manera que la cámara está adaptada para recibir una cantidad predeterminada 'de líquido, que varía dentro del rango de 10 a 800 microlitros.
19. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo tubular está configurado y tiene dimensiones tales que la cámara tenga aproximadamente la forma de un cuboide que tiene longitudes laterales que son iguales o del mismo orden de magnitud.
20. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el cuboide tiene una longitud lateral de aproximadamente 3 milímetros o mayor de 3 milímetros.
21. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la superficie activa del vehículo con forma de chip tiene la forma de un cuadrado y la longitud lateral de este cuadrado varía dentro del rango de 2 a 10 milímetros.
22. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el recipiente de reacción además comprende una tapa para cerrar la abertura superior del cuerpo tubular, en donde la tapa constituye un cierre removible para dicha abertura.
23. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la tapa está configurada y tiene dimensiones de tal manera que una parte de la misma es una interfase de transporte, adaptada para cooperar con un dispositivo sujetador de un mecanismo de transporte, en donde la cooperación entre el dispositivo sujetador y la tapa hacen posible el transporte automático del recipiente de reacción mediante dicho mecanismo de transporte .
24. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el líquido sólo se puede introducir y remover de la cámara a través de la abertura superior del cuerpo tubular.
25. Un recipiente de reacción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una pared que contiene una etiqueta de código de barras.