Un método para detectar una sustancia química.

Un método para detectar un analito en una muestra, que comprende las etapas de:

proporcionar un transductor que comprende un elemento piroeléctrico o piezoeléctrico y electrodos que es capazde transducir un cambio de energía en una señal eléctrica

, un primer reactivo inmovilizado sobre el transductor, yun segundo reactivo unido de forma que se puede liberar al primer reactivo y que tiene un marcador unido almismo que es capaz de absorber radiación electromagnética para generar energía por medio de desintegraciónno radiativa, donde el marcador está seleccionado entre una partícula de carbono, una partícula de polímerocoloreado, una molécula de colorante, una enzima, una molécula fluorescente, una partícula metálica, porejemplo, oro, una molécula de hemoglobina, una partícula magnética, una nanopartícula que tiene un material denúcleo no conductor y al menos una capa de cubierta metálica, un eritrocito y sus combinaciones, y donde bienel primer reactivo o bien el segundo reactivo tienen un sitio de unión que permite la unión de uno al otro y que escapaz de unirse preferentemente al analito o un derivado del analito;

exponer el transductor a la muestra permitiendo de este modo que el analito o un derivado del analito se unan alsitio de unión y desplacen el segundo reactivo;

irradiar la muestra con radiación electromagnética;

transducir la energía generada para dar lugar a una señal eléctrica; y

detectar la señal eléctrica.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2009/050312.

Solicitante: Vivacta Limited.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 100 Guillat Avenue Kent Science Park Sittingbourne Kent ME9 8GU REINO UNIDO.

Inventor/es: ROSS,Steven Andrew, CARTER,TIMOTHY JOSEPH NICHOLAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por métodos... > G01N33/543 (con un soporte insoluble para la inmovilización de compuestos inmunoquímicos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/17 (Sistemas en los que la luz incidente es modificada con arreglo a las propiedades del material examinado (en los que el material examinado es ópticamente excitado para producir un cambio de la longitud de onda de la luz incidente G01N 21/63))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por métodos... > G01N33/542 (con inhibición estérica o modificación de la señal, p. ej. extinción de fluorescencia)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > G01N23/00 (Investigación o análisis de materiales por la utilización de radiaciones (ondas o partículas) no cubiertos por el grupo G01N 21/00 ó G01N 22/00, p. ej. rayos X, neutrones (G01N 3/00 - G01N 17/00 tienen prioridad))

PDF original: ES-2442933_T3.pdf

 

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Un método para detectar una sustancia química.

Fragmento de la descripción:

Un método para detectar una sustancia química

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método para detectar una sustancia química, y en particular a un inmunoensayo que emplea un dispositivo de detección de sustancia química que contiene un transductor piezo/piroeléctrico.

Un inmunoensayo es un ensayo que mide la presencia, o más normalmente la concentración, de un analito en un fluido biológico. Normalmente, implica la unión específica de un antígeno a un anticuerpo. El anticuerpo puede ser un anticuerpo policlonal o monoclonal, teniendo varias ventajas los anticuerpos monoclonales, que incluyen reproducibilidad de fabricación y confinamiento de unión a un epítopo de un analito. Con el fin de proporcionar una medición cuantificable de la concentración de analito, se compara la respuesta con muestras convencionales de concentración conocida. Se puede determinar la concentración del anticuerpo o antígeno por medio de una variedad de métodos, aunque el más común consiste en marcar bien el antígeno o bien un anticuerpo y detectar la presencia del marcador.

Los inmunoensayos pueden ser competitivos o no competitivos. En un inmunoensayo competitivo, el antígeno de la muestra desconocida compite con el antígeno marcado (indicador) para unirse a los anticuerpos presentes. Posteriormente, se mide la cantidad de antígeno marcado unido al sitio del anticuerpo. Claramente, la respuesta es inversamente proporcional a la concentración de antígeno en la muestra desconocida. En un inmunoensayo no competitivo, también denominado ensayo inmunométrico, el antígeno de la muestra desconocida se une a un anticuerpo capturado en presencia de un exceso de compuestos marcados, formando de este modo un "sándwich" y se mide la cantidad de antígeno unido en este "sándwich". A diferencia del método competitivo, los resultaos del método no competitivo son directamente proporcionales a la concentración del antígeno.

En un inmunoensayo competitivo típico, se inmoviliza (es decir, se une a) un anticuerpo específico para un antígeno de interés en un soporte polimérico tal como una lámina de poliestireno. Se coloca una gota de la muestra objeto de ensayo, por ejemplo un extracto celular o una muestra de suero u orina, sobre la lámina. Además, también se añade una cantidad conocida de antígeno indicador (es decir, marcado) a la muestra. Posteriormente, el antígeno marcado y el antígeno no marcado compiten por la unión a los anticuerpos inmovilizados sobre el soporte polimérico. Se lava el soporte polimérico tras la formación de los complejos anticuerpo-antígeno. Se determina la concentración del

antígeno indicador unido a la lámina. Entonces, la señal procedente del antígeno indicador es inversamente proporcional a la cantidad de antígeno de la muestra. Este ensayo y otras variaciones de este tipo de ensayo se conocen bien, véase, por ejemplo, "The Immunoassay Handbook, 2ª ed.". David Wild, Ed., Nature Publishing Group, 2001.

Una variación de este inmunoensayo es el denominado "inmunoensayo de desplazamiento". En este ensayo, se preune el antígeno indicador a los anticuerpos presentes en el soporte polimérico. Posteriormente, se añade el antígeno desconocido al sistema y el antígeno desplaza el antígeno indicador a partir de la superficie del soporte. Se determina la pérdida de antígeno indicador y se iguala con la concentración del antígeno desconocido en la muestra. No obstante, la medición del desplazamiento del antígeno indicador está lejos de ser directa.

Por ejemplo, Giese y col. (documento US 4.801.726) describen un procedimiento similar. En un denominado inmunoensayo "transitorio", se desplaza un anticuerpo con marcaje fluorescente preunido a una columna de antígeno inmovilizado cuando se añade una alícuota de una muestra a la corriente acuosa que pasa por la columna. Si la alícuota contiene analito, se desplaza una fracción pequeña del anticuerpo indicador y se mide por vía 50 fluorimétrica en el efluente aguas abajo. Esto se diseña como inmunoensayo "repetitivo", que reutiliza la misma columna muchas veces. Este concepto se ha desarrollado para la detección continua y la detección muy intermitente de explosivos. Ligler y col. (documento US 5.183.740) describen un sistema muy similar basado en columna fluorimétrica para TNT. Este se desarrolla de manera adicional para dar lugar a un sistema basado en membranas por parte del mismo grupo (documento US 6.750.031 y Rabbany y col. Bionsensors & Bioeletronics 1998, 13, 939

944) . En todos los casos, el inmuno-desplazamiento tiene lugar en la columna o membrana y la detección ocurre en un instrumento aguas abajo.

Herron y col. (documento US 6.979.567) describen el uso de un detector total fluorescente de reflexión interna en inmunoensayo competitivo, que incluye controlar el desplazamiento de un analito desde una superficie saturada. V.

I. Chegel y col. Sensor Actuators B 1998, 48, 456-460 y P. T. Charles y col. Anal. Chim. Acta 2004, 525, 199-204 describen ensayos de desplazamiento que usan métodos de fluorescencia/quimiluminiscencia para detectar las especies indicadoras.

No obstante, todavía existe la necesidad en la técnica de una metodología de detección más directa. 65

Por consiguiente, la presente invención proporciona un método para detectar un analito en una muestra, que comprende las etapas:

proporcionar un transductor que comprende un elemento piroeléctrico o piezoeléctrico y electrodos que sea capaz de transducir un cambio de energía en una señal eléctrica, un primer reactivo inmovilizado sobre el transductor, y un segundo reactivo unido de forma que se puede liberar al primer reactivo y que tiene un marcador unido al mismo que es capaz de absorber radiación electromagnética para generar energía por medio de desintegración no radiativa, donde el marcador está seleccionado entre una partícula de carbono, una partícula de polímero coloreado, una molécula de colorante, una enzima, una molécula fluorescente, un metal, por ejemplo, oro, una molécula de hemoglobina, una partícula magnética, una nanopartícula que tiene un material de núcleo no conductor y al menos una capa de cubierta metálica, un eritrocito y sus combinaciones, y donde bien el primer reactivo o bien el segundo reactivo tienen un sitio de unión que permite la unión de uno al otro y que es capaz de unirse preferentemente al analito o un derivado del analito; exponer el transductor a la muestra permitiendo de este modo que el analito o un derivado del analito se unan al

sitio de unión y desplacen el segundo reactivo; irradiar la muestra con radiación electromagnética; transducir la energía generada para dar lugar a una señal eléctrica; y detectar la señal eléctrica.

La presente invención también proporciona un dispositivo para detectar un analito en una muestra que comprende:

un transductor que tiene un elemento piroeléctrico o piezoeléctrico y electrodos que es capaz de transducir una cambio en energía en una señal eléctrica; un primer reactivo inmovilizado sobre el transductor;

un segundo reactivo unido de forma que se puede liberar al primer reactivo y que tiene un marcador unido al mismo que es capaz de absorber radiación electromagnética para generar energía por medio de desintegración no radiativa, donde el marcaje está seleccionado entre una partícula de carbono, una partícula polimérica coloreada, una molécula de colorante, una enzima, una molécula fluorescente, una partícula metálica, por ejemplo oro, una molécula de hemoglobina, una partícula magnética, una nanopartícula que tiene un material de núcleo no conductor y al menos una capa de cubierta metálica, un eritrocito, y sus combinaciones, y donde bien el... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para detectar un analito en una muestra, que comprende las etapas de:

proporcionar un transductor que comprende un elemento piroeléctrico o piezoeléctrico y electrodos que es capaz de transducir un cambio de energía en una señal eléctrica, un primer reactivo inmovilizado sobre el transductor, y un segundo reactivo unido de forma que se puede liberar al primer reactivo y que tiene un marcador unido al mismo que es capaz de absorber radiación electromagnética para generar energía por medio de desintegración no radiativa, donde el marcador está seleccionado entre una partícula de carbono, una partícula de polímero coloreado, una molécula de colorante, una enzima, una molécula fluorescente, una partícula metálica, por ejemplo, oro, una molécula de hemoglobina, una partícula magnética, una nanopartícula que tiene un material de núcleo no conductor y al menos una capa de cubierta metálica, un eritrocito y sus combinaciones, y donde bien el primer reactivo o bien el segundo reactivo tienen un sitio de unión que permite la unión de uno al otro y que es capaz de unirse preferentemente al analito o un derivado del analito;

exponer el transductor a la muestra permitiendo de este modo que el analito o un derivado del analito se unan al sitio de unión y desplacen el segundo reactivo; irradiar la muestra con radiación electromagnética; transducir la energía generada para dar lugar a una señal eléctrica; y detectar la señal eléctrica.

2. Un método como se reivindica en la reivindicación 1, donde el primer reactivo es un anticuerpo inmovilizado y el segundo reactivo es un analito marcado.

3. Un método como se reivindica en la reivindicación anterior, donde el primer reactivo se adsorbe sobre el 25 transductor.

4. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación anterior, donde la muestra contiene partículas suspendidas.

5. Un método como se reivindica en la reivindicación 4, donde la muestra es sangre.

6. Un método con se reivindica en cualquier reivindicación anterior, donde la fuente de radiación se adapta para generar una serie de pulsos de radiación electromagnética y el detector se adapta para determinar el retardo temporal entre cada pulso de radiación electromagnética procedente de la fuente

de radiación y la generación de la señal eléctrica.

7. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación anterior, donde el método se lleva a cabo sin retirar la muestra del transductor entre las etapas de exposición de la muestra al transductor y la irradiación de la muestra.

8. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación anterior, donde el primer y segundo reactivos son los únicos reactivos presentes.

9. Un dispositivo para detectar un analito en una muestra que comprende:

un transductor que tiene un elemento piroeléctrico o piezoeléctrico y electrodos que es capaz de transducir un cambio de energía en una señal eléctrica; un primer reactivo inmovilizado sobre el transductor; un segundo reactivo unido de forma que se puede liberar al primer reactivo y que tiene un marcador unido al mismo que es capaz de absorber radiación electromagnética para generar energía por medio de desintegración no radiativa, donde el marcaje está seleccionado entre una partícula de carbono, una partícula polimérica coloreada, una molécula de colorante, una enzima, una molécula fluorescente, una partícula de metal, por ejemplo oro, una molécula de hemoglobina, una partícula magnética, una nanopartícula que tiene un material de núcleo no conductor y al menos una capa de cubierta metálica, un eritrocito, y sus combinaciones, y donde bien el primer reactivo o bien el segundo reactivo tienen un sitio de unión que permite la unión de uno al otro y que es 55 capaz de unirse preferentemente al analito o a un derivado del analito; una fuente de radiación electromagnética; y un detector para detectar la señal eléctrica.

10. Un dispositivo como se reivindica en la reivindicación 9, donde el primer reactivo es un anticuerpo inmovilizado y el segundo reactivo es un analito marcado.

11. Un dispositivo como se reivindica en las reivindicaciones 9 o 10, donde el primer reactivo se adsorbe sobre el transductor.

12. Un dispositivo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, donde la fuente de radiación se adapta para generar una serie de pulsos de radiación electromagnética y el detector se adapta para determinar el tiempo de retardo entre cada pulso de radiación electromagnética procedente de la fuente de radiación y la generación de la señal eléctrica.

13. Un dispositivo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, donde el primer y segundo reactivos son los únicos reactivos del dispositivo.