MEDIO DE ALMACENAMIENTO OPTICO QUE TIENE UNA PELICULA DE POLIMERO QUE CONTIENE ANALITO, USO DEL MISMO.

Un dispositivo sensor que comprende:

(a) un medio de almacenamiento en disco óptico (10);

y

(b) una película sensor (70) que comprende un soporte polimérico en combinación con un reactivo específico de analito, en el que dicha película (b) se aplica a al menos una porción del medio de almacenamiento en disco óptico; en el que el soporte polimérico se selecciona del grupo constituido por poli(anilinas), poli(tiofenos), poli(pirroles), poli(acetilenos), poli(alquenos), poli(dienos), poli(acrílicos), poli(metacrílicos), poli(vinil éteres), poli(vinil tioéteres), poli(alcoholes vinílicos), poli(vinil cetonas), poli(haluros de vinilo), poli(vinil nitrilos), poli(vinil ésteres), poli( estirenos), poli(arilenos), poli(óxidos), poli(carbonatos), poli(ésteres), poli(anhídridos), poli(uretanos), poli(sulfonatos), poli(siloxanos), poli(sulfuros), poli(tioésteres), poli(sulfonas), poli(sulfonamidas), poli(amidas), poli(ureas), poli(fosfacenos), poli(silanos), poli(silazanos), poli(benzoxazoles), poli(oxadiazoles), poli(benzotiazinofenotiazinas), poli(benzotiazoles), poli(piracinoquinoxalinas), poli(piromelitimidas), poli(quinoxalinas), poli(benzimidazoles), poli( oxindoles), poli(oxoisoindolinas), poli(dioxoisoindolinas), poli(triazinas), poli(piridacinas), poli(piperacinas), poli (piridinas), poli(piperidinas), poli(triazoles), poli(pirazoles), poli(pirrolidinas), poli(carboranos), poli(oxabiciclononanos), poli(dibenzofuranos), poli(fthaluros), poli(acetales), poli(anhídridos), hidratos de carbono y copolímeros de los constituyentes monoméricos anteriores

Medio de almacenamiento óptico que tiene una película de polímero que contiene analito, uso del mismo.

Antecedentes de la invención

La presente divulgación se refiere a procedimientos para el depósito de materiales sensores sobre medios de almacenamiento óptico para el análisis de especies físicas, químicas y biológicas y a sensores producidos de este modo para la cuantificación de compuestos volátiles y no volátiles en fluidos.

La cuantificación de compuestos biológicos y químicos y otros parámetros normalmente se realiza usando sistemas sensores dedicados que están diseñados específicamente para este propósito. Estos sistemas sensores funcionan usando una variedad de principios, incluidos electroquímicos, ópticos, acústicos, magnéticos y muchos otros tipos de detección. Véase, por ejemplo, Mandelis, y col., Physics, Chemistry and Technology of Solid State Gas Sensor Devices, Wiley (New York, NY), 1993; Potyrailo, y col., "Optical Waveguide Sensors in Analytical Chemistry: Today's Instrumentation, Applications and Future Development Trends", Fresenius' J. Anal. Chem. 1998, 362, 349-373; Albert, y col., "Cross-reactive Chemical Sensor Arrays", Chem. Rev. 2000, 100, 2595-2626. Como alternativa, se dispone de una variedad de reactivos colorimétricos líquidos y sólidos para realizar una evaluación visual del cambio de color. Kolthoff, "Acid-Base Indicators", The MacMillan Company (New York), 1937; "Chemical Detection of Gaseous Pollutants" Ruch, W. E., Ed., Ann Arbor Science Publishers (Ann Arbor, MI), 1968.

Anteriormente, se ha sugerido que se pueden usar unidades de CD/DVD para realizar la inspección óptica de las muestras biológicas, químicas y bioquímicas. No obstante, con el fin de que estas unidades sean útiles para la detección de parámetros no relacionados con datos digitales almacenados en medios ópticos, preferentemente se modifica el sistema óptico de las unidades, en algunos casos teniendo detectores ópticos adicionales. Véanse, por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº 5.892.577.

Dado que se ha desarrollado el uso de unidades de CD/DVD, el desarrollo de sensores junto con medios de almacenamiento óptico también se ha desarrollado para usar en las unidades de CD/DVD. Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº 6.327.031 desvela discos ópticos que tienen una capa semireflectora para reflejar una porción de luz a un detector y transmitir una porción de luz a otro detector.

La patente de EE.UU. Nº 6.342.349 describe otro sistema de medición basada en unidad óptica. En este sistema, los elementos de señal específicos del analito se disponen dentro de las características de rastreo del medio de almacenamiento óptico. Por tanto, los elementos de la señal específicos del analito pueden ser leídos por los ópticos usados para rastreo, aunque se añaden elementos ópticos modificados o adicionales. Para que el sistema sea aplicable, la fracción respondedora de la señal es de tamaño pequeño, compatible con el tamaño del haz de luz centrado y es reflectora. Más preferentemente, es una microesfera de oro con un diámetro entre 1 y 3 micrómetros. También se ha descrito otro procedimiento para cribar el reconocimiento entre ligandos de molécula pequeña y biomoléculas usando un reproductor de CD convencional. Se desarrolló un procedimiento para fijar ligandos a la cara de lectura de un CD activando el extremo de policarbonato, un compuesto polimérico habitual, dentro de la cara de lectura de un CD. Se generaron visualizadores sobre la superficie de un CD mediante la impresión de pistas de ligandos sobre el disco con una impresora de chorro de tinta. Usando este procedimiento se crearon discos con todos los ensamblajes de las moléculas de ligando distribuidas en bloques separados. Se desarrolló una matriz molecular ensamblando grupos de estos bloques para que correlacionen con los datos formateados en CDROM-XA almacenados dentro de la capa digital del disco. Las regiones del disco que contienen un ligando o grupo de ligandos dado se marcaron mediante su posición especial usando la información de pista y cabecera. El reconocimiento entre los ligandos expresados en la superficie y las biomoléculas se cribó mediante una rutina de determinación de error (véase, Org. Biomol. Chem., 1, 3244-3249 (2003)).

Los procedimientos de depósito usados para la preparación de regiones y/o puntos sensores sobre medios de almacenamiento óptico incluyen impresión con chorro e tinta y adición manual o automática de gotas sobre la superficie del disco (patente de EE.UU. Nº 6.342.349), síntesis dirigida por luz de micromatrices biológicas sobre el disco (solicitud de patente internacional Nº WO 98/12559) y puntos de las matrices sobre el disco (de patente internacional Nº WO 99/35499).

Los reactivos específicos del analito utilizados en dichas regiones o puntos sensores se pueden organizar en matrices, por ejemplo matrices combinatorias (solicitud de patente internacional WO 98/12559). Además de la aplicación de tipos de reactivos específicos del analito en sólido o gel en los discos, otros tipos de reactivos utilizados en las regiones/puntos sensores incluyen reactivos que contienen líquido (véase, Anal. Chem. 71, pág. 4669-4678 (1999).

Para el depósito de puntos sensores sobre medios de almacenamiento óptico, sería ventajoso aplicas estos puntos sensores de un modo altamente reproducible y en localizaciones bien definidas. Por tanto, son deseables procedimientos mejores para depositar tales puntos sensores sobre sustratos de medios de almacenamiento óptico.

Breve descripción de la invención

La presente divulgación está dirigida a dispositivos sensores y procedimientos para fabricar estos dispositivos sensores. Los dispositivos sensores incluyen un medio de almacenamiento de disco óptico y una película sensor que comprende un soporte polimérico en combinación con un reactivo específico de analito aplicado a al menos una porción del medio de almacenamiento óptico, y como se enumera en la reivindicación 1. Los soportes poliméricos utilizados en las películas sensoras pueden ser selectivamente permeables a los analitos sobre la base del tamaño, la fase, la solubilidad y la carga iónica. En una forma de realización, la película sensor se aplica como puntos sensores sobre la superficie del medio de almacenamiento óptico.

Procedimientos para producir estos dispositivos sensores incluyen seleccionar un medio de almacenamiento de disco óptico para usar como sustrato, seleccionar un soporte polimérico, añadir un reactivo específico de analito al soporte polimérico para formar una película sensor y aplicar la película sensor al medio de almacenamiento óptico. En una forma de realización, la película sensor se prepara y expone al analito de interés antes de su aplicación al medio de almacenamiento óptico.

Breve descripción de las figuras

La Fig. 1 es una representación gráfica de un medio de almacenamiento óptico de la presente descripción que posee una película sensor.

La Fig. 2 es un gráfico que representa los resultados de cribado de un DVD recubierto de acuerdo con la presente descripción en una unidad óptica.

La Fig. 3 es un gráfico que representa los resultados de cribado de un DVD recubierto de acuerdo con la presente descripción en una unidad óptica.

La Fig. 4 es una representación de una forma de realización de la presente descripción, por la que una película clara transparente que contiene regiones sensibles al ambiente se deposita sobre toda la superficie de un medio de almacenamiento óptico. La Fig. 4(A) es el medio de almacenamiento óptico antes de la aplicación de la película; La Fig. 4(B) es el medio de almacenamiento óptico tras la aplicación de la película.

La Fig. 5 es un gráfico que representa los resultados de las mediciones de absorbancia de regiones de un disco con y sin la película externa fijada.

La Fig. 6 es una representación gráfica de la correlación entre las señales del CD relacionadas con la absorbancia con y sin la película externa.

La Fig. 7 es un gráfico que representa la señal obtenida de la película externa sin una región sensible (basal) y con una región sensible absorbente (un absorbedor NIR).

La Fig. 8 es un gráfico que representa la señal obtenida de la película externa con regiones sensores con absorbedor NIR que tiene regiones absorbentes tanto débiles como fuertes.

La Fig. 9 es un gráfico que representa la respuesta de tres regiones sensoras tal como se registra usando una unidad óptica. Diferentes regiones...

1. Un dispositivo sensor que comprende:

(a) un medio de almacenamiento en disco óptico (10); y

(b) una película sensor (70) que comprende un soporte polimérico en combinación con un reactivo específico de analito, en el que dicha película

(b) se aplica a al menos una porción del medio de almacenamiento en disco óptico;

en el que el soporte polimérico se selecciona del grupo constituido por poli(anilinas), poli(tiofenos), poli(pirroles), poli(acetilenos), poli(alquenos), poli(dienos), poli(acrílicos), poli(metacrílicos), poli(vinil éteres), poli(vinil tioéteres), poli(alcoholes vinílicos), poli(vinil cetonas), poli(haluros de vinilo), poli(vinil nitrilos), poli(vinil ésteres), poli(estirenos), poli(arilenos), poli(óxidos), poli(carbonatos), poli(ésteres), poli(anhídridos), poli(uretanos), poli(sulfonatos), poli(siloxanos), poli(sulfuros), poli(tioésteres), poli(sulfonas), poli(sulfonamidas), poli(amidas), poli(ureas), poli(fosfacenos), poli(silanos), poli(silazanos), poli(benzoxazoles), poli(oxadiazoles), poli(benzotiazinofenotiazinas), poli(benzotiazoles), poli(piracinoquinoxalinas), poli(piromelitimidas), poli(quinoxalinas), poli(benzimidazoles), poli(oxindoles), poli(oxoisoindolinas), poli(dioxoisoindolinas), poli(triazinas), poli(piridacinas), poli(piperacinas), poli(piridinas), poli(piperidinas), poli(triazoles), poli(pirazoles), poli(pirrolidinas), poli(carboranos), poli(oxabiciclononanos), poli(dibenzofuranos), poli(fthaluros), poli(acetales), poli(anhídridos), hidratos de carbono y copolímeros de los constituyentes monoméricos anteriores.

2. El dispositivo sensor de la reivindicación 1, en el que el soporte polimérico comprende una mezcla polimérica.

3. El dispositivo sensor de la reivindicación 1, en el que el reactivo específico de analito se selecciona del grupo constituido por colorantes orgánicos, colorantes inorgánicos, nanocristales, nanopartículas, puntos cuánticos, fluoróforos orgánicos, fluoróforos inorgánicos, colorantes de absorción en IR, materiales de absorción en el infrarrojo cercano, colorantes de absorción en UV, colorantes fotocrómicos y colorantes termocrómicos.

4. El dispositivo sensor de la reivindicación 1, en el que el reactivo específico de analito se selecciona del grupo constituido por colorantes de xanteno, colorantes de acridina, colorantes azo, colorantes de porfirina, colorantes ftalocianina, colorantes de cianina, colorantes de merocianina, colorantes de estirilo, colorantes de oxonol, colorante de triarilmetano, azul de metileno, azul fenol, azul bromotimol y verde bromocresol.

5. Un procedimiento para producir un dispositivo sensor que comprende:

seleccionar un medio de almacenamiento en disco óptico (10) para usar como sustrato;

seleccionar un soporte polimérico;

añadir un reactivo específico de analito al soporte polimérico para formar una película sensor (70); y

aplicar la película sensor (70) al medio de almacenamiento en disco óptico (10);

en el que la etapa de seleccionar un soporte polimérico utiliza un polímero seleccionado del grupo constituido por poli(anilinas), poli(tiofenos), poli(pirroles), poli(acetilenos), poli(alquenos), poli(dienos), poli(acrílicos), poli(metacrílicos), poli(vinil éteres), poli(vinil tioéteres), poli(alcoholes vinílicos), poli(vinil cetonas), poli(haluros de vinilo), poli(vinil nitrilos), poli(vinil ésteres), poli(estirenos), poli(arilenos), poli(óxidos), poli(carbonatos), poli(ésteres), poli(anhídridos), poli(uretanos), poli(sulfonatos), poli(siloxanos), poli(sulfuros), poli(tioésteres), poli(sulfonas), poli(sulfonamidas), poli(amidas), poli(ureas), poli(fosfacenos), poli(silanos), poli(silazanos), poli(benzoxazoles), poli(oxadiazoles), poli(benzotiazinofenotiazinas), poli(benzotiazoles), poli(piracinoquinoxalinas), poli(piromelitimidas), poli(quinoxalinas), poli(benzimidazoles), poli(oxindoles), poli(oxoisoindolinas), poli(dioxoisoindolinas), poli(triazinas), poli(piridacinas), poli(piperacinas), poli(piridinas), poli(piperidinas), poli(triazoles), poli(pirazoles), poli(pirrolidinas), poli(carboranos), poli(oxabiciclononanos), poli(dibenzofuranos), poli(fthaluros), poli(acetales), poli(anhídridos), hidratos de carbono y copolímeros de los constituyentes monoméricos anteriores.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la etapa de seleccionar un soporte polimérico comprende seleccionar una mezcla polimérica como soporte polimérico.

7. El procedimiento de la reivindicación 5, que además comprende aplicar a la película sensor (70) una sobrecapa resistente a disolvente.

8. Un procedimiento para producir un dispositivo sensor que comprende:

Seleccionar un medio de almacenamiento en disco óptico (10) para usar como sustrato;

seleccionar un soporte polimérico;

añadir un reactivo específico de analito al soporte polimérico para formar una película sensor (70);

exponer la película sensor a un analito; y

aplicar la película sensor al medio de almacenamiento en disco óptico (10) tras la exposición de la película sensor (70) al analito para producir un dispositivo sensor;

en el que la etapa de seleccionar un soporte polimérico utiliza un polímero seleccionado del grupo constituido por poli(anilinas), poli(tiofenos), poli(pirroles), poli(acetilenos), poli(alquenos), poli(dienos), poli(acrílicos), poli(metacrílicos), poli(vinil éteres), poli(vinil tioéteres), poli(alcoholes vinílicos), poli(vinil cetonas), poli(haluros de vinilo), poli(vinil nitrilos), poli(vinil ésteres), poli(estirenos), poli(arilenos), poli(óxidos), poli(carbonatos), poli(ésteres), poli(anhídridos), poli(uretanos), poli(sulfonatos), poli(siloxanos), poli(sulfuros), poli(tioésteres), poli(sulfonas), poli(sulfonamidas), poli(amidas), poli(ureas), poli(fosfacenos), poli(silanos), poli(silazanos), poli(benzoxazoles), poli(oxadiazoles), poli(benzotiazinofenotiazinas), poli(benzotiazoles), poli(piracinoquinoxalinas), poli(piromelitimidas), poli(quinoxalinas), poli(benzimidazoles), poli(oxindoles), poli(oxoisoindolinas), poli(dioxoisoindolinas), poli(triazinas), poli(piridacinas), poli(piperacinas), poli(piridinas), poli(piperidinas), poli(triazoles), poli(pirazoles), poli(pirrolidinas), poli(carboranos), poli(oxabiciclononanos), poli(dibenzofuranos), poli(fthaluros), poli(acetales), poli(anhídridos), hidratos de carbono y copolímeros de los constituyentes monoméricos anteriores.