Biochip que incluye una pluralidad de zonas de reconocimiento molecular útiles,

repartidas según una disposición determinada para constituir un formato de zonas de reconocimiento molecular, y medios de marcado óptico del posicionamiento de cada zona de reconocimiento molecular (30), repartidos según una disposición determinada para constituir un formato óptico (2, 3, 5), y las zonas de reconocimiento molecular útiles están dispuestas en el formato óptico (2, 3) según un posicionamiento relativo conocido; que se caracteriza porque comprende medios de determinación de este posicionamiento relativo constituidos por zonas de reconocimiento molecular destinadas a recibir blancos biológicos específicos dispuestos en entornos específicos y predefinidos del biochip con relación a las zonas de reconocimiento molecular útiles, permitiendo los citados medios obtener una fluorescencia de estos blancos biológicos específicos

Biochip con zonas de reconocimiento y formato óptico independientes, y su lectura flotante.

Sector técnico

La presente invención se refiere a un biochip que incluye una pluralidad de zonas de reconocimiento molecular y marcas ópticas que permiten determinar cuáles son las zonas de reconocimiento que son leídas de forma efectiva.

Estado de la técnica anterior

El documento FR-A-2784189 (correspondiente a la patente estadounidense núm. 6537801) divulga un biochip que incluye una pluralidad de zonas de reconocimiento molecular, y un dispositivo de lectura de ese biochip. Se describe, en particular, un primer sistema mecánico que permite el barrido, por medio de una cabeza óptica de lectura, de un biochip que presenta marcas ópticas, y una retroalimentación de la posición precisa de la cabeza óptica por medio de este primer sistema mecánico o por medio de un segundo sistema mecánico más especializado. Esta retroalimentación de la posición de la cabeza óptica con relación a las marcas ópticas se conoce más habitualmente como rastreo (o "tracking" en inglés) en el sector de los discos compactos o CD. Gracias a este sistema de retroalimentación de la posición precisa de la cabeza óptica, resulta posible llevar a cabo una lectura precisa de la fluorescencia. Los motivos de las marcas ópticas posicionadas sobre el biochip pueden presentarse en forma de pistas.

El formato óptico constituido por los motivos de marcado es el que proporciona la información de la posición en la que se ha efectuado la lectura de fluorescencia. El formato permite volver a posicionar, de forma permanente, la cabeza óptica sobre su trayectoria ideal. Gracias al formato óptico resulta posible saber si la información de fluorescencia registrada proviene de tal o cual zona de reconocimiento. Esto necesita, por lo tanto, motivos específicos que indiquen el paso de una zona de reconocimiento a otra. Esto necesita también una numeración, al menos parcial, de las pistas de lectura, o bien un dominio absoluto del salto de pista durante el barrido del biochip. La información de fluorescencia puede ser así directamente registrada y correlacionada con una u otra zona de reconocimiento posicionada sobre el biochip.

La enseñanza del documento FR-A-2784189 constituye un progreso importante con relación a las técnicas anteriormente utilizadas. Sin embargo, cualquier defecto de posicionamiento relativo sobre el biochip, entre las zonas de reconocimiento y los motivos que constituyen el formato óptico, es una fuente de error. A título de ejemplo, un defecto de posicionamiento del conjunto de zonas de reconocimiento, puede hacer aparecer un decalaje tal que una pista del formato óptico se encuentre en la frontera entre dos zonas de reconocimiento adyacentes. Este tipo de defecto es problemático puesto que puede ocasionar errores de lectura que atribuyan una medición de fluorescencia a una u otra de las sondas biológicas adyacentes. De ese modo, existe una restricción importante sobre la tecnología de realización de las zonas de reconocimiento en términos de posicionamiento sobre el substrato provisto de su formato óptico. Un defecto de posicionamiento superior o igual al semi-paso de pistas de lectura, en el eje perpendicular al utilizado para el rastreo de pistas del formato óptico, necesita obligatoriamente una acción correctora que puede conducir al desecho de ese biochip.

Por otra parte, el sistema de retroalimentación de la posición de la cabeza óptica es complejo desde un punto de vista mecánico y eléctrico. Se debe realizar además un formato óptico específico, en función del tamaño y del paso de las zonas de reconocimiento.

Un último inconveniente de este método consiste en la limitación del paso del muestreo, en la dirección perpendicular a las pistas, en el salto de pista.

La patente US 5721435 divulga un procedimiento y un dispositivo de medición de las propiedades ópticas de sustancias biológicas y químicas. Se propone utilizar un formato óptico cuya posición relativa sea conocida con relación al formato de las zonas de reconocimiento.

Exposición de la invención

La presente invención permite subsanar estos problemas y, en particular, cualquier defecto de posicionamiento entre el formato óptico y las zonas de reconocimiento.

Además de controlar de manera permanente la cabeza óptica de lectura gracias a las informaciones proporcionadas por las marcas del formato óptico, como enseña el documento FR-A-2784189, se ha previsto, según la presente invención, dejar que la cabeza óptica de lectura recorra su camino de barrido predefinido sobre la superficie del biochip asociado, y registrar simultáneamente las informaciones de fluorescencia y las de posicionamiento procedentes del formato óptico. No se realiza ninguna retroalimentación ni corrección de posicionamiento de la cabeza óptica en el plano del biochip. Por el contrario, una vez que el registro de la fluorescencia se ha realizado total o parcialmente, cada medición se re-posiciona informáticamente sobre un biochip ficticio con la ayuda de la información de posición registrada gracias al formato óptico durante la medición de fluorescencia. Cualquier defecto de linealidad de barrido o de regularidad de barrido queda entonces compensado, para proporcionar el verdadero origen espacial (sobre el biochip) de la información de fluorescencia registrada.

La solución propuesta por la invención es simplificadora desde el punto de vista del sistema mecánico y electrónico, puesto que elimina cualquier retroalimentación de posicionamiento de la parte óptica del lector.

Un primer objeto de la presente invención consiste en un biochip que comprende una pluralidad de zonas de reconocimiento molecular útiles, repartidas según una disposición determinada para constituir un formato de zonas de reconocimiento molecular, y de medios de marcado óptico del posicionamiento de cada zona de reconocimiento molecular, repartidos según una disposición determinada para constituir un formato óptico, que se caracteriza porque las zonas de reconocimiento molecular están dispuestas sobre el formato óptico según un posicionamiento relativo conocido, estando los medios de determinación de este posicionamiento relativo constituidos por zonas de reconocimiento molecular destinadas a recibir los blancos biológicos específicos, que permiten obtener la fluorescencia, dispuestos en entornos localizados con relación a las zonas de reconocimiento molecular útiles.

De ese modo, el formato óptico y las zonas de reconocimiento molecular pueden ser independientes espacialmente. En particular, no están necesariamente alineados uno en relación con las otras.

Ventajosamente, los medios de determinación de la posición relativa de los dos formatos son zonas de reconocimiento molecular destinadas a recibir blancos biológicos específicos que permitan obtener motivos fluorescentes, estando dispuestas estas zonas de reconocimiento molecular destinadas a recibir los blancos biológicos específicos en entornos perfectamente localizados con relación a las zonas de reconocimiento molecular útiles.

Con preferencia, los medios de marcado óptico están constituidos por una sucesión de zonas grabadas y no grabadas en el substrato o en una capa superficial del substrato para un substrato compuesto. Estas zonas grabadas y no grabadas pueden constituir un damero. Las zonas del damero pueden presentar direcciones oblicuas con relación a las zonas de reconocimiento molecular.

Con preferencia, la superficie de cada zona de reconocimiento es más grande que la superficie de una zona grabada o una zona no grabada del formato óptico. La misma puede corresponder, por ejemplo, a una pluralidad de veces la superficie de una zona grabada.

Una capa, o un apilamiento de capas delgadas, que favorece la reflexión de un haz óptico de rastreo del formato óptico, puede estar dispuesta entre el formato óptico y las zonas de reconocimiento molecular. Esta capa participa igualmente en la retroalimentación de la posición de la cabeza óptica en dirección perpendicular al plano del substrato.

Un segundo objeto de la presente invención consiste en un dispositivo de lectura de un biochip, tal como la definida en lo que antecede, que comprende:

- una primera cabeza óptica capacitada para proyectar sobre el biochip una primera luz incidente;

- primeros medios que permiten efectuar un barrido del biochip por parte de la primera luz incidente;

- una segunda cabeza óptica capacitada para proyectar sobre...

1. Biochip que incluye una pluralidad de zonas de reconocimiento molecular útiles, repartidas según una disposición determinada para constituir un formato de zonas de reconocimiento molecular, y medios de marcado óptico del posicionamiento de cada zona de reconocimiento molecular (30), repartidos según una disposición determinada para constituir un formato óptico (2, 3, 5), y las zonas de reconocimiento molecular útiles están dispuestas en el formato óptico (2, 3) según un posicionamiento relativo conocido; que se caracteriza porque comprende medios de determinación de este posicionamiento relativo constituidos por zonas de reconocimiento molecular destinadas a recibir blancos biológicos específicos dispuestos en entornos específicos y predefinidos del biochip con relación a las zonas de reconocimiento molecular útiles, permitiendo los citados medios obtener una fluorescencia de estos blancos biológicos específicos.

2. Biochip según la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios de marcado óptico están constituidos por una sucesión de zonas grabadas (2) y no grabadas (3).

3. Biochip según la reivindicación 2, que se caracteriza porque las zonas grabadas (2) y no grabadas (3) constituyen un damero.

4. Biochip según la reivindicación 3, que se caracteriza porque las zonas del damero presentan direcciones oblicuas con relación a las zonas de reconocimiento molecular.

5. Biochip según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que se caracteriza porque la superficie de cada zona de reconocimiento es más grande que la superficie de una zona grabada o de una zona no grabada del formato óptico.

6. Biochip según la reivindicación 1, que se caracteriza porque una capa, o un apilamiento de capas delgadas, que favorece la reflexión de un haz óptico de rastreo del formado óptico, está dispuesta entre el formato óptico y las zonas de reconocimiento molecular.

7. Dispositivo de lectura de un biochip (10) tal como el que se ha definido en la reivindicación 1, que comprende:

- una primera cabeza óptica capacitada para proyectar sobre el biochip una primera luz incidente,

- primeros medios que permiten efectuar un barrido del biochip por parte de la primera luz incidente,

- una segunda cabeza óptica capacitada para proyectar sobre el biochip una segunda luz incidente,

- segundos medios que permiten efectuar un barrido del biochip por parte de la segunda luz incidente,

- un primer sistema óptico asociado a una cabeza óptica para proyectar, sobre un primer captador opto-electrónico, una primera luz proveniente del biochip en relación con la primera luz incidente, y que pone de manifiesto la presencia o la ausencia de moléculas blanco en cada una de las zonas de reconocimiento molecular, estando el primer captador opto-electrónico capacitado para proporcionar señales correspondientes a la primera luz,

- un segundo sistema óptico asociado a una cabeza óptica para proyectar, sobre un segundo captador opto-electrónico, una segunda luz proveniente del formato óptico del biochip en relación con la segunda luz incidente, estando el segundo captador opto-electrónico capacitado para proporcionar señales correspondientes a la segunda luz,

- primeros medios de registro de al menos una parte de las señales correspondientes a la primera luz,

- segundos medios de registro de al menos una parte de las señales correspondientes a la segunda luz, y

- medios de tratamiento de las citadas señales para ajustar, sobre un biochip ficticio y en función de los medios de determinación de la posición relativa de los dos formatos, las señales correspondientes a la primera luz y las señales correspondientes a la segunda luz.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, que se caracteriza porque la primera cabeza óptica y la segunda cabeza óptica se confunden.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 u 8, que se caracteriza porque incluye un sistema mecánico, o sistema de autoenfoque, que permite conservar el enfoque del haz de lectura en la superficie del biochip.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, que se caracteriza porque el sistema de autoenfoque comprende un accionador piezoeléctrico y medios de comando de este accionador.