MXPA97005645A - Filtro de densidad gradiente - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un filtro para separar materiales insolubles de un líquido, el filtro tiene lados corriente arriba y corriente abajo, caracterizado porque comprende por lo menos tres hojas de microfibras de polipropileno sopladas, cada una de las por lo menos tres hojas tiene un diámetro de poro efectivomás pequeño que el diámetro de poro efectivo de las hojas corriente arriba de la misma, todas las fibras de polipropileno tienen una tensión superficial de humectación crítica menor de 50 dinas/cm, el diámetro promedio agregado de las microfibras es de por lo menos 3æm.

Description

FILTRO DE DENSIDAD GRADIENTE Antecedentes de la invención Campo de la invención Esta invención se relaciona con un filtro que consiste de hojas de :5 microfibras de polipropileno sopladas, no tejidas, el cual es especialmente útil en los procesos de extracción en fase sólida. El tamaño del poro efectivo del filtro disminuye a medida que aumente la profundidad del mismo.

Antecedentes de la invención 10 Los filtros de profundidad han estado disponibles por varías décadas. La patente norteamericana No. 956,839, describe una unidad de filtración que consiste de "estratos unidos íntimamente, cada estrato es homogéneo con respecto a su porosidad y los diferentes estratos tienen poros de grados diferentes de finura, los varios estratos se arreglan transversalmente \5 a la dirección de flujo del líquido a través de los mismos. " Los materiales descritos como útiles son materiales que se presentan normalmente en la naturaleza tales como celulosa, fibras de asbesto y fibras de algodón, debido a que las fibras sintéticas eran desconocidas en aquél tiempo. Las descripciones más recientes de los filtros de profundidad han 0 ampliado el alcance de las fibras utilizadas en su preparación. Los filtros de profundidad para la filtración de sangre se describen en la patente norteamericana No. 4,701 ,267, en donde múltiples capas de esteras no tejidas de densidad a granel incrementada se utilizan como filtros. Estas esteras se REF : 25187 pueden fabricar a partir de fibras sintéticas, fibras semi-sintéticas, fibras regeneradas, fibras inorgánicas y fibras naturales, el poliéster es un ejemplo. Las esteras no tejidas comprenden fibras de un diámetro promedio de 0.3 a menos de 3 mieras. La patente norteamericana No. 3,353,682, describe un filtro de profundidad de capas múltiples para filtraciones biológicas, en donde el filtro se fabrica en una manera de tendido en húmedo a partir de fibras cortas. Una construcción clásica incluye un filtro fino que tiene poros en el rango de 10 a 25 mieras y un filtro de curso que tiene poros en el rango de 70 a I50 mieras. Se dice que estos filtros son capaces de separar absolutamente de los fluidos partículas "tan pequeñas como de 25 mieras en tamaño y aún partículas de 10 mieras a 0.03 mieras y más pequeñas." Por encima de la porción de filtración fina del filtro se encuentra una capa que protege el filtro fino de ser obturado por las partículas de un tamaño de hasta I50 mieras. Así, la construcción total actúa como un tipo de filtro de profundidad. Además de las fibras naturales, se dice que las fibras sintéticas en las que se incluye el polipropileno son útiles. Los aglutinantes para las fibras se discuten en detalle. La patente norteamericana No. 4,925,572, describe un filtro de leucocitos para la sangre el cual utiliza filtros de densidad gradiente fabricados a partir de materiales no tejidos. Una modalidad describe una serie de filtros de polibutilentereptalato (PBET) de 15, 10 y 7 mieras debajo de un "filtro gel" fabricado a partir de PBET de 30 a 50 mieras. La modificación de la superficie de la fibra, mediante injertación, imprimación u otros "medios de preacondicionamiento" se requiere para disminuir la tensión superficial de humectación crítica de las esteras del filtro. La patente norteamericana No. 5,338,448 describe una columna cromatográfica de fase sólida la cual emplea un "disco de protección" como una almohadilla protectora por encima del material absorbente de la columna, que retiene a ambos de los contaminantes disueltos en la arena en partículas. El disco de protección comprende un material cromatográfico absorbente incorporado a una tela o membrana tejida o no tejida o puede comprender una tela o matriz de membrana que tiene grupos funcionales de fase estacionaria enlazados covalentemente a la tela o a la estructura de la membrana misma. El disco de protección puede contener material absorbente. El disco protector puede comprender una pluralidad de capas de tela o membrana y los tamaños de poro para los discos protectores están en el rango de 0.1 a 5 mieras.

Breve descripción de la invención Brevemente, la presente invención provee un filtro que comprende una pluralidad de hojas de microfibras de polipropileno sopladas, por lo menos una de aquéllas hojas tiene un diámetro de poro efectivo menor que el diámetro de poro efectivo de por lo menos una hoja corriente arriba de la misma, todas las fibras de polipropileno tienen una tensión superficial de humectación crítica menor de aproximadamente 50 dinas/cm, el diámetro efectivo promedio agregado de las microfibras es de por lo menos 3 mieras. "Tensión superficial de humectación crítica" (CWST) significa el valor promedio de la tensión superficial de un líquido que se absorbe en un medio poroso y la tensión superficial ligeramente más alta de un líquido que no se absorbe La CWST se puede determinar mediante la aplicación a la sup z\e de un medio poroso, una sene de líquidos que tienen tensiones superficiales que varían por una 5 cantidad fija (por ejemplo, 2 a 4 dinas/cm) y la observación de la absorción o no absorción de cada líquido Las microfibras de polipropileno utilizadas en las hojas de los filtros de la presente invención son de preferencia "vírgenes" En otras palabras, están esencialmente libres de aglutinantes, agentes de terminado y otros 0 adyuvantes los cuales se agregan frecuentemente a o se recubren sobre las fibras de polipropileno durante o después de la formación de una tela microfibrosa Sin embargo, tales fibras contendrán aquéllos matepales que se agregan durante el proceso de formación del polipropileno (por ejemplo, un antioxidante) Las microfibras de polipropileno "vírgenes" no contienen aditivos i más que aquellos inherentes en la síntesis del propileno El filtro de la presente invenaón es especialmente útil en donde el fluido a ser filtrado es un fluido biológico, tal como sangre, plasma, suero, orina o algún otro de tales fluidos Tales fluidos biológicos contienen frecuentemente pequeñas cantidades de materiales insolubles que pueden interferir con los C análisis a ser llevados a cabo sobre aquéllos fluidos La separación de tales materiales insolubles es una preocupación continua para aquéllos que llevan a cabo análisis médicos y químicos, debido ¡a que tales fluidos deben estar "limpios" (esto es, libres de materiales insolubles) para ser analizados exactamente. Un análisis en donde el filtro de la presente invención es especialmente útil es la extracción en fase sólida. "Extracción en fase sólida" significa la separación o el aislamiento de uno o más analitos solubles a partir de un fluido, por medio de absorción a las partículas sólidas inmovilizadas. Tales extracciones en fase sólida se llevan a cabo normalmente al utilizar lechos empacados de partículas que son capaces de absorber el (los) analito(s). Más recientemente, sin embargo, las extracciones en fase sólida se han llevado a cabo utilizando discos en los cuales las partículas se atrapan en telas poliméricas fibrosas o de fibra de vidrio. Sin embargo, cuando un fluido que contiene material insoluble (por ejemplo, un fluido biológico) se hace pasar a través de tales discos, el material insoluble frecuentemente se atrapa en los poros de la tela, para reducir mediante esto la capacidad del disco para permitir que el fluido pase a través del mismo (esto es, incrementa la caída de presión). Ventajosamente, el filtro de la presente invención tiene un volumen vacío muy pequeño (por ejemplo, aproximadamente 40 microlitros). Por consiguiente, el filtro de la presente invención tiene poco efecto negativo sobre el volumen de elución requerido.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva muy ampliada que muestra una modalidad de un filtre 1e polipropileno de densidad gradiente de la presente invención. La figura 2 es una vista del despiece muy ampliada del filtro de densidad gradiente de polipropileno en multicapas de la figura 1. La figura 3 es una vista en perspectiva muy ampliada de un cartucho de discos de extracción en fase sólida, en el cual una modalidad del filtro de densidad gradiente de polipropileno en multicapas de la presente invención se ha colocado por encima del disco de extracción en fase sólida o el cartucho. La figura 4 es una vista del despiece rr / ampliada del cartucho de discos de extracción de fase sólida de la figura 3.

Descripción detallada de las modalidades preferidas Con referencia a las figuras 1 y 2, el filtro 10 comprende una pluralidad de hojas de microfibras 12 de polipropileno sopladas. Para maximizar la eficiencia, por lo menos una de las hojas corriente abajo 14 o 16, debe tener un diámetro de poro efectivo que es menor que el diámetro de poro efectivo de por lo menos una hoja corriente arriba de la misma, 16 o 18 respectivamente. Esta característica de densidad gradiente proporciona un desempeño mejorado con respecto a los filtros que tienen un diámetro de poro uniforme.

De preferencia, el filtro 10 comprende por lo menos 3 hojas (14, 16 y 18) cada una de las cuales tiene un diámetro de poro efectivo diferente de aquéllos de las otras dos hojas. El diámetro de poro efectivo de una hoja dada es una función de, ínter alia, el diámetro efectivo de las fibras que componen aquella hoja. Las hojas 14, 16 y 18 se arreglan de preferencia (de corriente arriba a corriente abajo) en orden de diámetros de poro efectivo decrecientes, en otras palabras, diámetro de fibra decreciente. Si se desea, se pueden utilizar una multiplicidad de cualquiera de las hojas 14, 16 o 18. Luego, las hojas de varios diámetros 12 de fibra se laminan para formar una construcción esencialmente unitaria, esto es, el filtro 10. La laminación se puede llevar a cabo mediante cualquiera de una diversidad de medios bien conocidos en la técnica, en los que se incluyen laminado entre rodillos, prensado manual, etc. La capa 20 de cubierta se puede agregar a una pluralidad de hojas 12 del filtro 10. La capa 20 de cubierta es de preferencia más rígida que cualquiera de las hojas 12. La capa 20 de cubierta ayuda a mantener la integridad total del filtro 10 (o de un sistema de extracción en fase sólida en el cual el filtro 10 se incorpora) durante la transportación, el manejo y/o el uso. De preferencia, la capa 20 de cubierta se fabrica de un material polimérico, de tal manera que el filtro 10 (o un sistema de extracción en fase sólida en el cual el filtro 10 se incorpora) mantiene un alto grado de inactividad química. Más de preferencia, la capa 20 de cubierta se fabricará del mismo polímero (esto es, polipropileno) como las hojas 12. La capa 20 de cubierta puede tomar varias formas, en las que se incluyen, pero no se limitan a, una pantalla, un lienzo delgado o una membrana. De preferencia, la forma elegida permitirá que la capa 20 de cubierta sea laminada junto con las hojas 12. Una capa 20 de cubierta preferida es una membrana de polipropileno hilada, tal como una membrana Typar™ (Reemay Inc.; Oíd Hickory, TN), la cual es conocida por el nombre comercial Tekton™ fuera del hemisferio occidental. Las hojas Typar™ 3801 se han encontrado especialmente útiles debido a su alta rigidez. Adicionalmente, en donde una membrana se utiliza como la capa 20 de cubierta, puede proveer una capacidad de filtración adicional (esto es, para un material relativamente burdo en el líquido a ser filtrado). En las figuras 1 y 2, se muestra una modalidad del filtro de la presente invención que incluye una hoja 18 de microfibras de polipropileno con, por ejemplo, un diámetro efectivo de aproximadamente 15 mieras, una hoja 16 de microfibras de polipropileno con, por ejemplo, un diámetro de fibra efectivo de aproximadamente 7 mieras y 5 hojas 14 de microfibras de polipropileno con, por ejemplo, un diámetro efectivo de aproximadamente 3 mieras. Por supuesto, otros arreglos de hojas 12 son posibles y están dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, para algunas aplicaciones, la hoja 16 (en donde el diámetro efectivo de las micro-fibras de polipropileno es de aproximadamente 7 mieras) se puede separar sin alterar de manera perjudicial el desempeño del filtro 10. Adicionalmente, un arreglo de, por ejemplo, hojas con diámetros efectivos de 13, 8 y 4 mieras (o cualquier otra combinación) puede ser efectivo.

Las hojas 12 de microfibras sopladas se pueden preparar de acuerdo a procesos bien conocidos en la técnica. Véase, por ejemplo, V.A. Wente, "Superfine Thermoplastic Fibers", Industrial and Enqineering Chemistrv. vol. 48, No. 8, 1342-46 (Agosto 1956) y V.A. Wente et al., "Manufacture of Superfine Organic Fibers," Navy Research Laboratory Report 4364 (25 de Mayo de 1954). La resina de polipropileno útil en la fabricación de microfibras para las hojas 12, está disponible en una variedad de fuentes, en las que se incluyen Exxon Chemical Co. (Houston, TX), como Grade PP3505G. Durante el procesamiento de la resina para fabricar las hojas 12 microfibrosas, la adición de aglutinantes, agentes de terminado u otros adyuvantes utilizados comúnmente durante el proceso de formación de la fibra se evita de preferencia de manera escrupulosa. Como aquéllos experimentados en la técnica reconocerán, cualquier contaminante que podría fugarse potencialmente del filtro 10 durante el uso, puede interferir con el análisis que se lleva a cabo sobre el líquido filtrado (esto es, eluyente). Por lo tanto, la adición de cualquiera de tales materiales filtrables se evita de preferencia. Las microfibras de las hojas 12 tienen una CWST (tensión superficial de humectación crítica) menor de aproximadamente 50, de preferencia menor de aproximadamente 45 y más de preferencia menor de aproximadamente 40. Más de preferencia, las microfibras de las hojas 12 tienen una CWST (tensión superficial de humectación crítica) igual a, o casi igual a, aquél del polipropileno no tratado (esto es, aproximadamente 25 dinas/cm) . Las telas (esto es, las hojas) preparadas a partir de tales microfibras son efectivas para separar los materiales insolubles de los fluidos que podrían contener analitos en base a su tamaño, dimensión y/o afinidad. La mayoría de los analitos no tienen una afinidad para el polipropileno no tratado y así pasan a través de los poros entre las microfibras. Para fabricar el filtro 10, las hojas 12 que tienen los diámetros de fibra efectivos necesarios para proveer el filtro 10 con la graduación deseada, opcionalmente junto con la capa 20 de cubierta en forma de una membrana, pantalla, lienzo delgado, etc, se depositan en capas en una construcción apilada y se estiran sobre una serie de tambores a una velocidad de aproximadamente 8 a aproximadamente 80 m/min. Luego esta construcción apilada laminada se corta en tiras, de las cuales el filtro 10 de un tamaño y forma deseados se corta por medio de, por ejemplo, un troquel. El diámetro efectivo promedio agregado de las microfibras de las hojas 12 es de por lo menos aproximadamente 3 mieras, de preferencia por lo menos aproximadamente 3.25 mieras, más de preferencia y por lo menos aproximadamente 3.5 mieras y más de preferencia por lo menos aproximadamente 4 mieras. (Para calcular el diámetro de fibra efectivo promedio agregado, se suma el diámetro de fibra efectivo de cada una de las hojas individuales y luego se divide por el número total de hojas.) A pesar del hecho de que el diámetro de fibra efectivo promedio agregado de las hojas 12 es mayor de por lo menos aproximadamente 3 mieras, se ha encontrado que no compromete la capacidad del filtro 10 para separar los materiales insolubles de los fluidos, particularmente los fluidos biológicos. Una ventaja del filtro de la presente invención es que su espesor es menor que aquél de la mayoría de los filtros de densidad gradiente utilizados comúnmente. Por ejemplo, un ejemplo representativo del 'litro de la presente invención es de aproximadamente 2.5 mm de espesor (con por lo menos 90% del volumen del mismo que consiste de aire). Este espesor peaueño ayuda a disminuir la cantidad de volumen vacío inherente en el filtro. Así, cuando un filtro de la presente invención se utiliza en combinación con un medio de extracción, el filtro de la presente invención tiene poco efecto negativo sobre el volumen de elección requerido. El filtro de la presente invención es especialmente útil en donde el fluido a ser filtrado es un fluido biológico. Estos fluidos contienen frecuentemente pequeñas cantidades de materiales insolubles que pueden interferir con los análisis a ser llevados a cabo sobre aquéllos fluidos. Se ha encontrado que el filtro de la presente invención es aproximadamente tan efectivo como los filtros de densidad gradiente de fibra de vidrio para separar tales materiales insolubles. Adicionalmente, el filtro de la presente invención tiene un volumen vacío muy pequeño, lo cual ayuda a incrementar la exactitud de los análisis cuantitativos llevados a cabo sobre los fluidos filtrados a través de los mismos. Con referencia ahora a las figuras 3 y 4, el cartucho 30 de discos de extracción en fase sólida incluye una abertura 32 de entrada y una abertura 34 de salida, entre las cuales se ubica el recipiente 16 para muestras. El cartucho 30 se puede fabricar de una variedad de materiales, en los que se incluyen polipropileno, polietileno, vidrio, nylon o cualquier material utilizado comúnmente que sea procesable en formas, químicamente inerte, resistente a los disolventes comunes de laboratorio y resistente a las condiciones acidas y básicas. El polipropileno es un material preferido. En el fondo del recipiente 16 para muestras se ubica la base 38. La base 38 sostiene el disco 40 de extracción en fase sólida. Opcionalmente, una hoja no tejida (no mostrada), fabricada a partir del mismo tipo de material como aquél utilizado para fabricar el cartucho 30, se puede colocar entre la base 38 y el disco 40 para proveer soporte para el disco 40 y para permitir la distribución de flujo uniforme a través de la superficie del disco 40. Un tipo preferido de hoja no tejida es una hoja de polipropileno Veratec™ 141583 (Veratec Co.; Walpole, MA). Un tipo preferido de disco 40 de extracción es una membrana polimérica fibrosa en la cual se atrapan las partículas absorbentes, aunque las membranas de fibra de vidrio en las cuales las partículas absorbentes se atrapan también pueden ser útiles. Entre los tipos particularmente útiles de partículas absorbentes se encuentran la sílice, sílice derivada, sílice adherida, carbón activado, poli(estireno divinilbenceno) derivado y no derivado y alúmina. Otras partículas absorbentes útiles se describen en la patente norteamericana No. 5,279,742. En aquél documento, se dice que el material en partículas útil incluye aquéllas partículas que son sustancialmente insolubles en líquido acuoso y líquido orgánico tales como agua y acetato de etilo. No más de 1.0 g de partículas se disolverán en 100 g de líquido acuoso u orgánico al cual las partículas se mezclan a 20°C. El material en partículas puede ser por lo menos uno de un polímero orgánico tal como polidivinilbenceno o un copolímero, de preferencia un copolímero de estireno y divinilbenceno (75-25 a 99.00-0.01) o esteres de ácido poli(met)acrílico y derivados de los mismos, particularmente aquéllos que contienen grupos; de intercambio iónico tales como grupos sulfonados o aminados. Las partículas absorbentes apropiadas que pueden opcionalmente ser utilizadas incluyen cualquier partícula que se pueda recubrir con un material absorbente no dilatable, insoluble en agua o en compuestos orgánicos o la superficie (externa y/o interna) de la cual se pueda derivar para proporcionar un recubrimiento de material absorbente no dilatable, insoluble. Tales partículas incluyen óxidos inorgánicos tales como sílice, alúmina, titania, zirconia y otras cerámicas a las cuales se unen covalentemente grupos orgánicos. Los materiales en partículas de óxido inorgánico preferidos son sílice y zirconia debido a que se encuentran disponibles comercialmente, la sílice es particularmente preferida, debido a la facilidad de unión a una variedad de ligandos y recubrimientos hidrofóbicos e hidrofilicos sobre su superficie. Los recubrimientos absorbentes, no dilatables, acuosos y solubles, tienen en general un espesor en el rango de una monocapa molecular a aproximadamente 100 nm. Tales partículas que tienen superficies recubiertas son bien conocidas en la técnica. Véase, por ejemplo, Snyder and Kirkland, "Introduction to Modern Liquid Chromatography", segunda edición., John Wiley & Sons, Inc. (1979) y H. Figge et al., "Journal of Chromatography", 351, 339-408 (1986). Se incluyen partículas de sílice modificada, partículas de sílice que tienen covalentemente unidos a las mismas grupos orgánicos, de preferencia grupos cianopropilo, ciclohexilo, fenilo, de C2 (etilo), C4 (butilo), C8(octilo) y Cíe (octadecilo). Los recubrimientos que se pueden aplicar a las partículas inorgánicas pueden ser ya sea recubrimientos mecánicos delgados de polímeros insolubles, no dilatables, tales como siliconas entrecruzadas, polibutadienos, etc., o grupos orgánicos unidos covalentemente tales como grupos alifáticos de longitud de cadena variable (por ejemplo, C2, C 4 , Ce y Cía) y grupos orgánicos que incluyen grupos alifáticos y aromáticos. Los grupos preferidos incluyen grupos amino, ciano, hidroxilo, fenilo, ciclohexilo y otros grupos que alteran la polaridad del recubrimiento. Las partículas de soporte en este caso actúan principalmente como un portador para los recubrimientos orgánicos. Muchas de tales partículas recubiertas están disponibles comercialmente. Por ejemplo, la sílice de fase adherida de C?8 está disponible de Alltech (Deerfield, IL) o Vanan Sample Preparation Products (Harbor City, CA). La variación en la composición química de los recubrimientos puede proveer selectividad en las separaciones moleculares y en la polaridad. Opcionalmente, el anillo 42 de retención se puede ubicar directamente sobre el disco 40 de extracción. El anillo 42 de retención se puede fabricar de cualquier material que sea procesable en formas, químicamente inerte, estable a una variedad de pHs y resistente a los disolventes comunes de laboratorio. Una amplia variedad de materiales, en los que se incluyen polipropileno, polifluoroe ileno, poliéter éter cetonas y policlorofluoroetileno, cumplen con estos criterios, aunque el polipropileno es preferido por la misma razón como la que se resume previamente con respecto a una capa de cubierta para el filtro de la presente invención. Directamente encima del anillo 42 de retención se ubica el filtro 44 microfibroso de polipropileno de densidad gradiente. El filtro 44 puede tener cualquiera de las construcciones descritas previamente. Directamente encima del filtro 44 se puede ubicar un segundo anillo de retención (no mostrado). Este segundo anillo de retención es de la misma construcción general como el anillo 42 de retención y se puede fabricar a partir del mismo o de un material diferente. El líquido que ha pasado a través de la membrana 40 sale del cartucho 30 a través de la punta 46 que rodea la abertura 34 de salida. Opcionalmente, un recipiente receptor (no mostrado) se puede ubicar debajo del cartucho 30 para recolectar el líquido filtrado que sale del mismo. Aquéllos experimentados en la técnica reconocerán que el filtro de densidad gradiente de la presente invención también puede ser útil cuando se utiliza con una columna empacada con partículas absorbentes. En otras palabras, las partículas absorbentes no necesitan ser atrapadas en el disco 40 de extracción para que el filtro de la presente invención seleccione los materiales insolubles que pueden interferir con la extracción que se lleva a cabo sobre el líquido que se hace pasar mediante las partículas absorbentes.

Objetos y ventajas de esta invención se ilustran adicionalmente mediante los siguientes ejemplos. Los materiales y cantidades particulares de los mismos, también como otras condiciones y detalles, citados en estos ejemplos no se deben utilizar para limitar indebidamente esta invención.

Ejemplos Ejemplo 1 : Tiempos de flujo comparativos y recuperaciones de la amitriptilina y la nortriptilina. Cartuchos de discos de extracción en fase sólida de 7 mm 3 mi, C-2 Empore™ (disponibles en una base experimental de 3M New Products Dept.; St. Paul, MN), se equipan con dispositivos de filtro disponibles comercialmente (véase tabla 1). A cada cartucho se agrega 1.0 mi de plasma humano y 0.5 mi de solución reguladora del pH de K 2HPO4, pH 7.0, 0.01 M ("solución reguladora de pH A") y se mezclan con 125 ng de amitriptilina y 125 ng de nortriptilina (cada una disponible de Sigma Chemicals Inc.; St Louis, MO). Cada mezcla se impulsa a través del filtro y el disco, a una presión de 8.1 cm de Hg de vacío. El "tiempo de flujo" se mide como el tiempo transcurrido desde la aplicación del vacío, al tiempo al cual la última gota de muestra sale de la punta del cartucho. El filtro y el disco se lavan con una solución de agua-acetonitrilo (ACN) 75:25 (v/v) y se secan con aire bajo el mismo vacío durante 5 segundos.

Los medicamentos se someten a efución del disco con 2 alícuotas de 0.2 mi de una mezcla de ACN - solución reguladora de pH A - metanol 68:15:17 (v/v/v).

El porcentaje de recuperación de cada medicamento se mide mediante cromatografía líquida, se utiliza un HPLC de Waters Instruments modelo 486 (Waters Corp.; Milford, MA) equipado con una columna de cianopropilo de 15 cm X 4.6 mm de diámetro interno (Supelco Inc.; Bellefonte, PA), se utiliza una fase móvil de ACN - solución reguladora del pH A - metanol 60:25:15 (v/v/v) a 2.0 ml/min y una temperatura de columna de 30°C. La presencia y cantidad de cada medicamento se detectan mediante absorbancia UV a 215 nm con una sensibilidad del detector de 0.005 AUFS. El porcentaje de recuperación se mide en relación a una cantidad igual de cada analito directamente inyectada al instrumento. Se llevaron a cabo 2 corridas para cada diseño de filtro. Los resultados se resumen a continuación en la tabla 1.

Tabla 1: Medicamentos antidepresivos tricíclicos en el plasma humano. 2) Filtro de nylon con un tamaño de poro efectivo de 0.45 mieras (Chrom Tech, Inc.; Apple Valley, MN) 3) Filtro de nylon con un tamaño de poro efectivo de 0.2 mieras (Chrom Tech) 4) Filtros de nylon, tamaño de poro efectivo de 0.45 mieras sobre el tamaño de poro efectivo de 0.2 mieras ambos de (ambos de Chrom Tech) 5) Papel cualitativo (Whatman) 6) Papel sin cenizas (Whatman) 7) Papel endurecido (Whatman) 8) Una hoja deslaminada de un filtro de discos para líquidos (LDF) 509A de 20 mieras de diámetro, de tela de polipropileno hilada (3M; St. Paul, MN) 9) Una hoja de una tela de polipropileno de hilada de 7.5 mieras de diámetro LDF 505A (3M) 10) Una hoja de una tela de polipropileno hilada de 3.4 mieras de diámetro LDF 503A (3M) 1 1 ) Una hoja de un filtro de discos para líquidos 505A sobre otra hoja de un filtro de discos para líquidos 503A (ambos de 3M) Los datos de la tabla 1 muestran que, de los materiales probados los filtros de microfibras sopladas dan los flujos más consistentes y las mejores recuperaciones del analito.

Ejemplo 12: Comparación de los materiales del filtro Varios filtros se equiparon por encima del disco en cartuchos de discos de extracción en fase sólida de 16 mrr?/6 mi C-18 Empore™ (3M). Cada construcción del disco de filtros fue acondicionada con metanol, luego agua, antes de la aplicación de la muestra. Aproximadamente 3.0 mi de cada muestra (esto es, suero humano no diluido y orina) se extraen a través de la construcción del filtro de discos bajo una presión de 25.4 cm de Hg de vacío y los tiempos de flujo se midieron como en el ejemplo 1. Los resultados se presentan en la tabla 2.

Tabla 2: Tiempos de flujo a través de varios filtros 1) Disponible de Whatman, Inc. 2) Disponible de Porex, Inc. (Atlanta, GA) 3) Disponible de Varían, Inc. (Harbor City, CA) 4) Disponible de Veratec Co. 5) Disponible de Evergreen Co. (Los Angeles, CA) 6) Disponible de 3M New Products Dept. en una base experimental 7) Disponible de 3M Los datos de la tabla 2 muestra que, para 3 mi de suero u orina humanos, los filtros compuestos de fibras de polipropileno (tales como aquellas que componen las capas interiores de los filtros de discos 3M para líquido) proveen velocidades de flujo iguales o más rápidas que los filtros de fibra de vidrio.

Ejemplo 3: Comparación de la recuperación del medicamento de los discos de extracción Empore™ con microfibra de polipropileno soplada contra los filtros de microfibra de vidrio Para examinar el efecto de los filtros sobre la extracción y recuperación del medicamento, cartuchos de discos de extracción en fase sólida de 7 mm/3 mi C-8 de Empore™ (3M) se equiparon con los filtros encima de los discos. Los filtros fueron: (1) una construcción de 8 hojas de microfibras de polipropileno sopladas no tejidas, de 10 mieras de diámetro efectivo, encima de 5 hojas de microfibras de polipropileno sopladas no tejidas, de 3.4 mieras de diámetro efectivo (3M Filtration Products; St. Paul, MN); (2) un filtro de microfibras de densidad gradiente designado como "GD1M" (Whatman, Inc.); y (3) un filtro de microfibras de vidrio de densidad gradiente designado como "GF/D VA" (Whatman, Inc.). Una solución que contiene 0.4 µg cada una de verapamil (Sigma Chemicals), flecainida (3M) y mexiletina (U.S. Pharmacopeia ; Rockville, MD) en 1.0 mi de agua desionizada (DI) más 0.5 mi de solución reguladora del pH de K2HPO4 0.01 M, pH 4.5, ("solución reguladora del pH B") fue extraída a través del cartucho bajo 38.1 cm de Hg de vacío. La construcción de filtro-membrana de extracción fue lavada con 0.25 mi de una mezcla ACN - agua 30:70 (v/v) y una vez con 0.25 mi de agua. Los medicamentos extraídos se someten a . ación de la membrana mediante dos alícuotas de 0.2 mi de ACN - solución reguladora del pH B - metanol 30:30:40 (v/v/v) de disolvente de elución. El porcentaje de recuperación se mide mediante cromatografía líquida como se describe en el ejemplo 1, se utiliza una fase móvil de ACN - solución reguladora del pH B - metanol 35:60:5 (v/v/v)a 2.0 ml/minuto y una columna LC8D8 de Supelco™, con una columna de protección PCN de Supelco™, a 40°C. La presencia y cantidad de cada medicamento se detectan mediante absorbancia de UV a 214 nm. Los resultados se muestran a continuación en la tabla 3.

Tabla 3: Efecto de los filtros sobre la recuperación del medicamento Los datos de esta tabla muestran que, como los filtros de vidrio de densidad gradiente, los filtros de polipropileno de densidad gradiente no tienen un efecto adverso sustancial sobre la recuperación cuantitativa de los medicamentos de las membranas de extracción en fase sólida.

Ejemplo 4: Preparación de los filtros de microfibras de polipropileno sopladas Una diversidad de muestras de hojas de microfibras de polipropileno sopladas se preparan de acuerdo al método descrito en Wente, "Superfine Thermoplastic Fibers" Industrial and Engineehng Chemistry, vol 48, 1342-46 (1956) y Wente et al., "Manufacture of Superfine Organic Fibers," NRL Report No. 4364 (25 de Mayo de 1954). El polipropileno Grado PP3505G (Exxon Chemical Co.) fue procesado en capas hiladas de microfibras, como se describe en la tabla 4. En el caso de las fibras de diámetro más pequeño, la descripción se da para un formato de capas múltiples. El diámetro de poro efectivo se determina de acuerdo al método de C.Y. Chen, "Filtration of Aerosols by Fibrous Media," Chem. Rev., 55, 595-623 (1955).

Tabla 4 * Ejemplo comparativo que utiliza una hoja deslaminada de un Filtro de discos para líquidos 503A (3M Filtration Products) Ejemplo 5. Influencia de la configuración del filtro (Diámetro de fibra y número de capas) sobre el tiempo de flujo Para determinar una configuración óptima para aun filtro de densidad graduada, se prueban los tiempos de flujo para una diversidad de configuraciones. Las capas de hojas de microfibras de polipropileno sopladas, preparadas como se describe en el ejemplo 4, fueron colocadas sobre un cartucho de discos de extracción de fase sólida de 7 mm/3 mi C-18 de Empore™. Cada construcción de filtro - membrana de extracción fue tratada con una solución de 1.0 mi de plasma humano y 0.5 mi de solución reguladora del pH A bajo 38.1 cm de Hg. Los tiempos de flujo se midieron como se describe en el ejemplo 1. Los resultados se presentan a continuación en la tabla 5.

Tabla 5: Configuraciones de filtro El mismo como el filtro de polipropileno del €ijemplo 3 filtro de vidrio GD1M (Whatman) Ejemplo 6: Velocidades de flujo del plasma humano con y sin filtro de densidad gradiente Un filtro de densidad gradiente de tres capas se construye a partir- de hojas de microfibras de polipropileno sopladas, descritas en el ejemplo 4, como sigue: una hoja que tiene fibras con un diámetro efectivo de 15 µm se coloca sobre una hoja que tiene fibras con un diámetro efectivo de 7 µm la cual se coloca sobre cinco hojas que tienen fibras con un diámetro efectivo de 3.4 µm (de aquí en adelante en la presente denominada como el "filtro 1/1/5"). Una sección circular se corta del filtro 1/1/5 y se coloca en un cartucho de disco de extracción en fase sólida de 7 mm/3 mi C-18 Empore™. Los tiempos de flujo para 1.0 mi de plasma humano diluido con 0.5 mi de solución reguladora del pH A, a través del disco de extracción con y sin filtro, a 38.1 cm de Hg se miden con plasma recién obtenido y con plasma que había sido refrigerado durante tres días. La muestra refrigerada fue bastante viscosa, tiene más fibrina y más contenido microbiano que la muestra obtenida recientemente. Los resultados se muestran a continuación en la tabla 6.

Tabla 6 No muestra Tiempo de flujo, s Plasma reciente, s Tiempo de flujo, plasma refrigerado, s Filtro Sin filtro Filtro Sin filtro 1 60 138 73 658 2 61 140 71 662 3 60 141 73 737 4 63 137 75 685 Promedio 61 139 73 686 Los datos de la tabla 6 muestran que los tiempos de flujo para las mezclas de plasma reciente - solución reguladora del pH mejoran al 128% y los tiempos de flujo para las mezclas de plasma refrigerado - solución reguladora del pH mejoran al 840% cuando se utiliza el filtro 1/1/5 encima de un filtro de extracción.

Ejemplo 7: Efecto de la capa de cubierta Varias capas de cubierta, las cuales ayudan a retener al filtro 1/1/5 (véase ejemplo 6) en su lugar durante la extracción y la elución se comparan: (1 ) una pantalla de polipropileno (Internet Co., New Hope, MN); (2) una membrana de polipropileno hilada Typar™ 3801 ; y (3) el anillo de polipropileno moldeado suministrado comercialmente con un cartucho de discos de extracción en fase sólida de 7 mm/3 mi Empore™. Además de ser utilizado con un cartucho de discos de extracción en fase sólida de 7 mm/3 mi Empore™, el filtro de 1/1/5 también fue utilizado con un dispositivo de extracción de fase sólida SPEC™ de 3 mi, que contiene un disco de fibra de vidrio en el cual se atrapan 15 mg de micropartículas de sílice adheridas C-18 (Ansys Co.; Irvipe, CA). Muestras recientes de plasma humano (1.0 mi, diluido con 0.5 mi de solución reguladora del pH A) se extraen a través de columnas, con y sin filtros, que contenían un disco de extracción de fase sólida, bajo 38.1 cm de Hg. Los resultados se muestran a continuación en la tabla 7.

Tabla 7: Desempeño del filtro 1/1/5 1 ) Cartucho Empore™ sin filtro 2) Cartucho SPEC™ sin filtro 3) Cartucho Empore™ con filtro, pantalla de polipropileno como capa de cubierta 4) Cartucho SPEC™ sin filtro, pantalla de polipropileno como capa de cubierta ) Cartucho Empore™ con filtro, anillo de polipropileno moldeado como capa de cubierta 6) Cartucho Empore™ con filtro, membrana de polipropileno hilada como capa de cubierta 7) Aproximadamente 1 mi de plasma - solución reguladora del pH permaneció en el cartucho después de 15 minutos. Los datos de la tabla 7 muestran que los filtros impiden la obturación de los discos de extracción de fase sólida y que un número de dispositivos y configuraciones para cubrir o retener el filtro no menoscaban los tiempos de flujo satisfactorios.

Ejemplo 8: Recuperación del medicamento al utilizar el filtro con una cubierta Se prepara una solución concentrada que contenía 10.0 microgramos de diazepam y nordiazepam (ambas disponibles de Sigma Chemicals) por mi de agua desionizada. Muestras de 1.0 de plasma humano o 1.0 mi de agua desionizada se diluyen con 0.5 mi de una solución reguladora del pH de acetato de amonio 0.05 M, pH 5.0 ("Solución reguladora del pH C") y se impurifica con 50 µl de la solución concentrada, de tal manera que el volumen total de cada muestra fue de 1.55 mi. Las muestras se hacen pasar, a una presión de 38.1 cm de Hg de vacío, a través de un cartucho de extracción en fase sólida de 7 mm/3 mi C-18 Empore™ que contiene ya sea (1) un filtro 1/1/5 (véase ejemplo 6), denominado en la tabla 8 como "Filtro B", con una capa de cubierta de tela de polipropileno hilada Typar™, una pantalla de polipropileno o un anillo de polipropileno Empore™ estándar; o (2) un filtro que contiene 8 hojas de microfibras de polipropileno sopladas que tienen un diámetro de fibra efectivo de 10 µm encima de cinco hojas de microfibras de polipropileno sopladas que tienen un diámetro de fibra efectivo de 3.4 µm, denominadas en la tabla 8 como "filtro A". Los discos de extracción se lavan con 0.5 mi de solución ACN - agua 25:75 y se someten a elución dos veces con 0.2 mi de metanol y el producto de la elución se agita con 0.4 mi adicionales de solución reguladora del pH C. La cantidad de cada medicamento en el producto de elución se mide mediante cromatografía líquida, se utiliza un HPLC Waters Instruments Modelo 486 equipado con una columna LC-18DB de Supelco™ de 15 cm x 4.6 mm y una columna de protección C-18 de Supelco™ a una temperatura de columna de 30°C La fase móvil, una solución de ACN - solución reguladora del pH C 55 45 (v/v), se bombea a 2.0 ml/minuto. Los medicamentos se detectan mediante absorbancia de UV a 242 nm con una sensibilidad de 0.005 AUFS Los resultados se muestran a continuación en la tabla 8.

T. la 8 Porcentaje de recuperación de los medicamentos del plasma humano y del agua desionizada Los datos de la tabla 8 muestran que se pueden obtener excelentes recuperaciones de los dos medicamentos a partir de columnas de extracción en fase sólida que contienen un disco de extracción de fase sólida y un filtro de densidad gradiente que incluye una capa de cubierta. (La elución de nordiazepam del plasma no fue cuantitativa debido a la dependencia al pH).

Ejemplo 9: Comparación del volumen vacío/retención Los volúmenes vacíos de los cartuchos que incluyen filtros retenidos en su lugar mediante pantallas de polipropileno y mediante telas de polipropileno hiladas Typar™ se determinaron y compararon con los volúmenes vacíos de los cartuchos sin filtros. Los cartuchos de discos de extracción en fase sólida de 7 mm/3 mi C-18 Empore™ se prepararon sin filtro, con un filtro 1/1/5 que tiene una capa de cubierta de pantalla de polipropileno y con un filtro 1/1/5 que tiene una capa de cubierta de membrana Typar™. Después de esto cada cartucho se pesa en seco, cada uno se acondiciona mediante extracción de 0.25 mi de metanol, seguido por 0.5 mi de agua desionizada a través del disco, a 38.1 cm de Hg de vacío, el vacío se deja durante dos segundos de secado. Luego cada cartucho se pesa otra vez. Después de esto, los cartuchos se tratan con dos enjuagues de 0.2 mi de una fase móvil de una mezcla 68:17:15 (v/v/v) de acetonitrilo - metanol - solución reguladora del pH A, el vacío se deja durante dos segundos de secado, luego se pesa. Los tiempos de retención del agua y de la fase móvil se reportan en la tabla 9.

Tabla 9: Volumen vacío 1) Se tomaron tres mediciones y el valor promedio se muestra en la tabla 2) Densidad = 1.0 g/ml 3) Densidad = 0.78 g/ml Los datos de la tabla 9 muestran que los materiales de cubierta incrementan el volumen vacío. Sin embargo, en relación al volumen de elución total (por ejemplo, 200 a 400 µl) requeridos para un estudio específico, este incremento es ligero.

Ejemplo 10: Efecto de la capa de cubierta sobre el tiempo de flujo Cartuchos de discos de extracción en fase sólida C-18 Empore™ de 7 mm/3 mi, equipados con filtros 1/1/5 y ya sea una pantalla de polipropileno o una capa de cubierta de membrana Typar™ corriente arriba del filtro se cargan con una solución de 1.0 mi de plasma humano y 0.5 mi de solución reguladora del pH A. Se miden los tiempos de flujo a 38.1 cm de Hg. Se toman doce mediciones para cada configuración. El tiempo de flujo promedio para los cartuchos equipados con la capa de cubierta de pantalla es de 228 segundos (rango: 165 a 305 segundos), mientras que el tiempo de flujo promedio para los cartuchos equipados con una capa de cubierta de membrana Typar™ fue de 158 segundos (rango: 140 a 192 segundos). Estos tiempos de flujo demuestran que la capa de cubierta de membrana Typar™ provee en general tiempos de flujo más rápidos y eficiencia mejorada mediante la adición de una capa adicional que tiene capacidad de filtración. Varias modificaciones y alteraciones que no se desvían del alcance y espíritu de esta invención se harán evidentes para aquellos experimentados en la técnica. Esta invención no será limitada indebidamente a las modalidades ilustrativas resumidas en la presente. 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 convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (11)

1. Reivindicaciones 1. Un filtro para separar materiales insolubles de un líquido, el filtro tiene lados corriente arriba y corriente abajo, caracterizado porque comprende por lo menos tres hojas de microfibras de polipropileno sopladas, cada una de las por 5 lo menos tres hojas tiene un diámetro de poro efectivo más pequeño que el diámetro de poro efectivo de las hojas corriente arriba de la misma, todas las fibras de polipropileno tienen una tensión superficial de humectación crítica menor de 50 dinas/cm, el diámetro promedio agregado de las microfibras es de por lo menos 3 µm. ;.0
2. 2. El filtro de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las microfibras están esencialmente libres de aglutinante y agente de terminado.
3. 3. El filtro de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las 1 5 microfibras de por lo menos una de las hojas tiene un diámetro promedio de aproximadamente 3 µm sobre el lado corriente abajo, las microfibras de por lo menos una de las hojas tiene un diámetro promedio de aproximadamente 7 µm en el lado corriente abajo del filtro. 20
4. 4. El filtro de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque por lo menos cinco de las hojas comprenden microfibras que tienen un diámetro promedio de aproximadamente 3 µm.
5. 5. El filtro de conformidad con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende además una capa de cubierta.
6. 6. El filtro de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la capa de cubierta es una pantalla de polipropileno o una hoja de polipropileno.
7. 7. Un dispositivo de extracción de fase sólida, caracterizado porque comprende: (a) un medio de extracción de fase sólida y (b) encima del medio de extracción de fase sólida, el filtro de conformidad con la reivindicación 1.
8. 8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el medio de extracción es un lecho empacado de partículas.
9. 9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el medio de extracción es un disco, el disco comprende opcionalmente una tela polimérica fibrosa, porosa, en la cual se atrapan las partículas absorbentes.
10. 10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las partículas absorbentes son de por lo menos uno de sílice, sílice derivada, sílice adherida, carbón activado, alúmina, poli(estireno divinilbenceno) derivado o no derivado o zirconia recubierta con o derivada para ser recubierta con un material absorbente insoluble, no dilatable o en donde el polímero es politetrafluoroetileno.
11. 11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además un anillo para retener el disco o el filtro.