PROCEDIMIENTO, CHIP, DISPOSITIVO Y SISTEMA DE EXTRACCION DE MATERIALES BIOLOGICOS.
Procedimiento para la extracción de material biológico de una espora bacteriana,
comprendiendo el procedimiento las etapas de: a) proporcionar una cámara de muestra y un primer y un segundo electrodo, estando el primer y el segundo electrodo y la cámara de muestra situados de tal modo que al menos una parte de la cámara de muestra está entre el primer y el segundo electrodo, b) proporcionar una muestra líquida en la cámara de muestra, comprendiendo dicha muestra líquida una espora bacteriana, c) exponer dicha muestra líquida a un campo eléctrico alterno en dicha cámara de muestra, siendo proporcionado dicho campo eléctrico alterno por el primer y segundo electrodo y teniendo una amplitud suficiente como para extraer material biológico de la espora bacteriana, y d) realizar un análisis en una parte de la muestra líquida expuesta, dicha parte comprendiendo material biológico extraído de la espora bacteriana
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DK2005/000132.
Solicitante: DELTA DANSK ELEKTRONIK, LYS OG AKUSTIK.
Nacionalidad solicitante: Dinamarca.
Dirección: VENLIGHEDSVEJ 4 2970 HØRSHOLM DINAMARCA.
Inventor/es: JENSEN,GERT,BOLANDER, THOMSEN,LARS, VELTMAN,OENE,ROBERT.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 25 de Febrero de 2005.
Fecha Concesión Europea: 19 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C12N1/06C
- C12N13/00 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › Tratamiento de microorganismos o enzimas por energía eléctrica u ondulatoria, p. ej. por magnetismo, por ondas sonoras.
- C12N15/10A
Clasificación PCT:
- B01J19/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos en general; Aparatos apropiados.
- B01L3/00 B01 […] › B01L APARATOS DE LABORATORIO PARA LA QUIMICA O LA FISICA, DE USO GENERAL (aparatos de uso médico o farmacéutico A61; aparatos para aplicaciones industriales o aparatos de laboratorio cuya estructura y funciones son comparables a las de aparatos industriales similares, ver las clases relativas a los aparatos industriales, en particular las subclases B01 y C12; aparatos de separación o de destilación B01D; dispositivos de mezcla o de agitación B01F; atomizadores B05B; tamices, cribas B07B; tapones, capuchones B65D; manipulación de líquidos en general B67; bombas de vacío F04; sifones F04F 10/00; grifos, válvulas F16K; tubos, empalmes para tubos F16L; aparatos especialmente adaptados al estudio y análisis de materiales G01, particularmente G01N; aparatos eléctricos u ópticos, ver las subclases apropiadas en las secciones G y H). › Recipientes o utensilios para laboratorios, p. ej. cristalería de laboratorio (botellas B65D; equipos para enzimología o microbiología C12M 1/00 ); Cuentagotas (recipientes para volumetría G01F).
- C12M1/33 C12 […] › C12M EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones para la fermentación de estiércoles A01C 3/02; conservación de partes vivas de cuerpos humanos o animales A01N 1/02; aparatos de cervecería C12C; equipos para la fermentación del vino C12G; aparatos para preparar el vinagre C12J 1/10). › C12M 1/00 Equipos para enzimología o microbiología. › Desintegradores.
- C12M1/42 C12M 1/00 […] › Aparatos para el tratamiento de microorganismos o de enzimas con energía eléctrica u ondulatoria, p. ej. magnetismo, ondas sonoras.
- C12N1/06 C12N […] › C12N 1/00 Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo. › Lisis de microorganismos.
- C12N13/00 C12N […] › Tratamiento de microorganismos o enzimas por energía eléctrica u ondulatoria, p. ej. por magnetismo, por ondas sonoras.
- C12N15/10 C12N […] › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Procedimientos para el aislamiento, la preparación o la purificación de ADN o ARN (preparación química de ADN o ARN C07H 21/00; preparación de polinucleótidos no estructurales a partir de microorganismos o con la ayuda de enzimas C12P 19/34).
Clasificación antigua:
- B01J19/00 B01J […] › Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos en general; Aparatos apropiados.
- B01L3/00 B01L […] › Recipientes o utensilios para laboratorios, p. ej. cristalería de laboratorio (botellas B65D; equipos para enzimología o microbiología C12M 1/00 ); Cuentagotas (recipientes para volumetría G01F).
- C12M1/33 C12M 1/00 […] › Desintegradores.
- C12M1/42 C12M 1/00 […] › Aparatos para el tratamiento de microorganismos o de enzimas con energía eléctrica u ondulatoria, p. ej. magnetismo, ondas sonoras.
- C12N1/06 C12N 1/00 […] › Lisis de microorganismos.
- C12N13/00 C12N […] › Tratamiento de microorganismos o enzimas por energía eléctrica u ondulatoria, p. ej. por magnetismo, por ondas sonoras.
- C12N15/10 C12N 15/00 […] › Procedimientos para el aislamiento, la preparación o la purificación de ADN o ARN (preparación química de ADN o ARN C07H 21/00; preparación de polinucleótidos no estructurales a partir de microorganismos o con la ayuda de enzimas C12P 19/34).
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
![PROCEDIMIENTO, CHIP, DISPOSITIVO Y SISTEMA DE EXTRACCION DE MATERIALES BIOLOGICOS.](https://patentados.com/img/2010/11/procedimiento-chip-dispositivo-sistema-extraccion-materiales-biologicos.jpg)
Fragmento de la descripción:
CAMPO DE LA INVENCIÓN [0001]La presente invención está relacionada con un método para la extracción de material biológico de células biológicas. La invención implica la exposición de las partículas biológicas a un campo eléctrico alterno en una cámara de muestra y puede implicar también análisis posteriores del material biológico después de la extracción.
ANTECEDENTES [0002]En respuesta a las amenazas de bioterrorismo se ha hecho cada vez más importante realizar una detección rápida y precisa de agentes de guerra biológica. La bacteria Bacillus anthracis es un miembro del grupo formador de endosporas de Bacillus cereus. Bacillus anthracis es un agente de guerra biológica altamente letal que es fácil de obtener, almacenar y aplicar como un arma biológica. Para realizar una detección fiable de Bacillus anthracis debe analizarse el ADN, puesto que las diferencias fenotípicas entre los miembros del grupo de Bacillus cereus en algunas ocasiones son menores del 1%. [0003]Por ejemplo, Bacillus cereus difiere sólo de Bacillus anthracis en que el segundo contiene dos plásmidos adicionales llamados pXO1 y pOX2. Las cepas no virulentas de Bacillus anthracis que carecen de pXO1 y pXO2 son virtualmente indistinguibles de Bacillus cereus. En teoría, la transferencia de los plásmidos pXO1 y pXO2 a miembros del grupo de Bacillus cereus transformará estas bacterias en Bacillus anthracis funcionales. Por esta razón, el análisis de ADN y la discriminación de los plásmidos pXO1 y pXO2 por medio de hibridación de ADN, secuenciación o PCR es el único método válido para determinar si el organismo detectado es Bacillus anthracis. [0004]Debido a su capacidad para resistir en ambientes adversos, la liberación y extracción de ADN de una endospora es una tarea difícil. El procedimiento normal usado en la detección de Bacillus anthracis es germinar las esporas en un sustrato de cultivo, recoger las bacterias y posteriormente extraer el ADN de las bacterias vegetativas, un procedimiento que puede llevar desde muchas horas a un día (Levi et al 2003). Otros métodos incluyen técnicas elaboradas como ruptura mecánica, ciclos de congelación/descongelación o tratamiento químico (Johns et al 1994). Sin embargo, la cubierta y la corteza de la espora son estructuras bioquímicas desarrolladas para una hibernación prolongada que puede durar miles de años. Un ejemplo famoso es una bacteria revivida a partir de una endospora que se encontró en el intestino de una abeja embebida en ámbar (Cano & Borucki 1995). Además, la ruptura mecánica (golpeo con perlas) da como resultado una mala calidad del ADN liberado (Levi et al 2003). Usando la tecnología actual, es posible liberar el ADN en un periodo de 5-10 minutos a partir de las endosporas mediante la combinación de tratamientos físicos, mecánicos y químicos, pero incluso cinco minutos para la extracción de ADN se considera un tiempo largo cuando la aplicación es un control de ataques de bioterrorismo llevados a cabo mediante aerosoles. El uso de procedimientos multietapa elaborados no es óptimo en la situación de tensión que es un posible ataque con ántrax. Por esta razón existe la necesidad de una tecnología que permita una extracción rápida (en segundos) del ADN en un solo paso sin intervención directa, a partir de endosporas de bacterias Gram positivas. [0005]Las bacterias Gram positivas del género Bacillus y Clostridia son capaces de experimentar un proceso al final de la fase de crecimiento exponencial llamado esporulación. Durante la esporulación, las bacterias forman una espora resistente capaz de persistir en ambientes adversos. La espora es una estructura latente con sólo unas pocas enzimas metabólicas activas que inducen la germinación cuando la espora se expone a nutrientes. La espora es muy diferente en su composición bioquímica como se representa en la Tabla 1.
25 Tabla 1. Diferencias en la composición bioquímica existente entre las esporas y las células vegetativas de especies de Bacillus.
Niveles de moléculas (mol/g [peso seco]) Molécula pequeña Espora de Bacillus Célula vegetativa de Bacillus NADH <0,002 1,95 NAD 0,11 0,35 NADPH <0,001 0,52 NADP <0,018 0,44 ATP <0,005 3,6 ADP 0,2 1 AMP 1,2-1,3 1 3PGA 5-18 <0,2 DPA 410-470 <0,1 Ca2+ 380-916 Mg2+ 86-120 Mn2+ 27-56 H+ 6,3-6,5 7,5-8,2[0006]Las estructuras bioquímicas y el estado fisiológico latente hace a la endospora una entidad extremadamente resistente al calor, estrés mecánico y estrés químico, lo cual plantea un problema particular en términos de la rapidez en la preparación de la muestra y en la extracción de ADN de agentes de guerra biológica para conseguir una rápida identificación. Las esporas pueden resistir, por ejemplo, un hervido prolongado sin romperse. El destino final medioambiental de la espora no se conoce en detalle. Las esporas pueden sobrevivir “indefinidamente” en ambientes secos y protegidos. Excavaciones en el Parque Nacional Kruger en Sudáfrica revelaron esporas de B. anthracis de más de 200 años de edad (como se dató mediante el método de carbono 14) que aún eran capaces de germinar en el laboratorio. [0007]Los métodos más sensibles de detección de bacterias y virus se basan en conseguir acceso a los componentes intracelulares de los organismos, tales como su material genético. [0008]El documento US 2003/0.146.100 describe la separación dielectroforética de células de la sangre seguida de lisis electrónica en células aisladas y digestión, realizada en una microplaca con un conjunto de electrodos es una cámara de flujo. La electroforesis se realizó con un campo sinusoidal de 10 kHz y la lisis se realizó con una serie de 400 pulsos de 500 V y 50 s de duración o 40 pulsos de 200 V y 10 s de duración (onda cuadrada). [0009]El documento US 2002/0115201 describe lisis celular usando microondas en el intervalo de 2,45-310 GHz, liberando de este modo ADN de células en suspensión líquida. Se describe adicionalmente una cámara con electrodos externos planos paralelos para la aplicación de microondas, teniendo la cámara canales de flujo para proporcionar la muestra a la cámara. [0010]El documento US 4.970.154 describe un método para insertar genes ajenos en células usando radiofrecuencia de pulsos. Describe adicionalmente la electroporación y fusión de células suspendidas en una solución en una cámara usando campos eléctricos oscilantes de radiofrecuencia de pulsos entre electrodos en la cámara. La frecuencia varía desde 60 Hz a 10 MHz, con intensidades de campo de 100-400 V/cm. [0011]El documento WO99/57314A describe el aislamiento de ácido nucleico mediante el uso de campos eléctricos por medio de un portador de muestras en forma de microplaca (ejemplo 5). [0012]El documento WO2004/013329 describe un método de extracción de ADN para extraer ADN a partir de una muestra que incluye un material que contiene ADN (típicamente células bacterianas), comprendiendo el método las etapas de proporcionar una microplaca de extracción de ADN que incluye un canal principal; suministrar flujos paralelos primero y segundo a través del canal principal, siendo el primer flujo de una muestra que incluye material que contiene ADN y el segundo flujo de un medio de separación; aplicar un campo de electroporación al primer flujo de muestra que incluye un material que contiene ADN de modo que se efectúe la electroporación del material que contiene ADN; y aplicar un campo de electroseparación a lo largo del canal principal de modo que se efectúe electroseparación de ADN del material que contiene ADN sometido a electroporación en el primer flujo hacia el segundo flujo paralelo. [0013]El documento WO97/08293A describe un método para la liberación de material intracelular desde células, que comprende: la aplicación de cómo máximo 50 V a una suspensión que contiene las células. También se reivindica un método para producir ácido nucleico monocatenario que comprende la liberación de ácido nucleico bicatenario a partir de células como se ha descrito anteriormente usando un electrodo y la desnaturalización del ácido nucleico mediante la aplicación de un voltaje a la suspensión con el electrodo para convertir el ácido nucleico bicatenario en ácido nucleico monocatenario. [0014]El documento WO99/28742A describe un método en el que se rompen células biológicas para extraer los contenidos celulares para su análisis mediante su sometimiento a un campo eléctrico. Las células se ponen en contacto con una sustancia para estimular la ruptura celular, antes de o mientras el campo eléctrico afecta a las células. [0015]El documento US5891694 describe un método para la recuperación de ácido nucleico que comprende: la aplicación de una corriente eléctrica a una solución...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la extracción de material biológico de una espora bacteriana, comprendiendo el procedimiento las etapas de: a) proporcionar una cámara de muestra y un primer y un segundo electrodo, estando el primer y el segundo electrodo y la cámara de muestra situados de tal modo que al menos una parte de la cámara de muestra está entre el primer y el segundo electrodo, b) proporcionar una muestra líquida en la cámara de muestra, comprendiendo dicha muestra líquida una espora bacteriana, c) exponer dicha muestra líquida a un campo eléctrico alterno en dicha cámara de muestra, siendo proporcionado dicho campo eléctrico alterno por el primer y segundo electrodo y teniendo una amplitud suficiente como para extraer material biológico de la espora bacteriana, y d) realizar un análisis en una parte de la muestra líquida expuesta, dicha parte comprendiendo material biológico extraído de la espora bacteriana.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la espora bacteriana se selecciona del género Bacillus y/o del género Clostridium.
3. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la espora bacteriana es del grupo Bacillus.
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la espora bacteriana es Bacillus anthracis.
5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primero y segundo electrodos están separados por una distancia que es como máximo de 20 mm.
6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la espora bacteriana está unida a y/o localizada entre el primer y el segundo electrodo.
7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la frecuencia del campo eléctrico alterno es de al
menos 5 kHz.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la frecuencia del campo eléctrico alterno es de al menos 100 kHz.
9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el campo eléctrico alterno se crea mediante la modulación de la polaridad del primer y del segundo electrodo.
10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el campo eléctrico alterno tiene una forma seleccionada del grupo que consiste en: rectangular, sinusoide, diente de sierra, triangular asimétrica, triangular simétrica; o cualquier combinación de las mismas.
11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el campo eléctrico alterno, en el dominio de frecuencia, comprende al menos un primer y un segundo componente de frecuencia.
12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material biológico comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en un orgánulo celular, un material genético y una proteína.
13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el material genético comprende ADN cromosómico y/o ADN plasmídico y/o cualquier tipo de ARN.
14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la proteína se selecciona del grupo que consiste en enzimas, proteínas estructurales, proteínas de transporte, canales iónicos, toxinas, hormonas y receptores.
Patentes similares o relacionadas:
METODO PARA INCREMENTAR LA PRODUCCION DE BIOMASA Y DE LIPIDOS EN CHLORELLA VULGARIS, del 18 de Junio de 2020, de CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y DE EDUCACIÓN SUPERIOR DE ENSENADA, BAJA CALIFORNIA (CICESE): Un método para incrementar la producción de biomasa y de ácidos grasos en el alga Chlorella vulgaris Beyerinck y obtener una biomasa […]
Canalrodopsinas para el control óptico de células, del 1 de Abril de 2020, de MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY: Polipéptido de canal iónico activado por luz aislado que comprende una secuencia de aminoácidos de un polipéptido de canal de Stigeoclonium […]
Dispositivo para la desintegración eléctrica de grupos de células, del 9 de Octubre de 2019, de HUGO VOGELSANG MASCHINENBAU GMBH: Dispositivo para la desintegración eléctrica de grupos de células con: - una unidad de electrodo que presenta una cabeza de electrodo […]
Métodos y dispositivos para preparación de muestra eléctrica, del 4 de Septiembre de 2019, de Qvella Corporation: Un método de procesamiento eléctrico de un líquido dentro de un dispositivo microfluídico, el líquido conteniendo uno o más microorganismos; el dispositivo […]
Dispositivo y método para la transfección de grandes volúmenes, del 17 de Julio de 2019, de Lonza Cologne GmbH: Dispositivo para aplicar un campo eléctrico a una suspensión de células, derivados celulares, orgánulos, partículas subcelulares y/o vesículas, comprendiendo al menos […]
Construcciones de moléculas MHC y sus usos para el diagnóstico y terapia, del 29 de Mayo de 2019, de DAKO DENMARK A/S: Una construcción de moléculas MHC en forma soluble en un medio de solubilización o inmovilizada en un soporte sólido o semi-sólido, comprendiendo dicha construcción de moléculas […]
Dispositivos de modulación de la actividad celular utilizando ultrasonido, del 15 de Mayo de 2019, de Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University: Un dispositivo generador de ondas ultrasónicas para modular la actividad de las células neuronales de un sujeto, que comprende al menos un componente […]
Sistema de electroporación de aguja única de densidad de corriente variable, del 17 de Abril de 2019, de Inovio Pharmaceuticals, Inc: Un sistema de electroporación para suministrar una molécula en células de un mamífero, que comprende: a) un electrodo de anillo plano geométrico […]