PORTAOBJETOS PARA MICROMATRICES POLIMÉRICAS DE ALTO RENDIMIENTO.

Portaobjetos para micromatrices, que comprende: una plataforma polimérica que presenta una superficie superior,

una pluralidad de compartimientos sobre la superficie superior, presentando dichos compartimientos un fondo y una pared lateral que se extiende desde dicho fondo, presentando dicho fondo un área superficial medida en milímetros y presentando dicha pared lateral una altura sobre dicho fondo medida en milímetros, en la que la superficie del fondo del compartimiento se ha funcionalizado con grupos químicos que permiten la unión de moléculas biológicas, y en la que la proporción entre el valor numérico de dicha área superficial de dicho fondo y el valor numérico de dicha altura de dicha pared lateral es de por lo menos 30, caracterizada porque dicha superficie superior se encuentra recubierta por una capa de aluminio, oro o cromo a modo de material reflectante, y porque dicha capa de material reflectante se encuentra recubierta por una capa de polidimetilsiloxano a modo de recubrimiento protector

Campo de la invención

El campo de la invención se refiere de manera general a portaobjetos para micromatrices, y más particularmente a portaobjetos poliméricos utilizados en ensayos biomoleculares, y a métodos de preparación de los mismos.

Antecedentes de la invención

Las micromatrices para ensayos biomoleculares típicamente se forman en portaobjetos de vidrio. Las matrices pueden formarse de ADN (u otras formas polinucleótidas tales como ADNc o ARN). El ADN en la matriz puede sintetizarse sobre el portaobjetos de vidrio, o dispensarse robóticamente sobre el portaobjetos en un formato de matriz.

Los portaobjetos de vidrio han sido el sustrato de elección para las micromatrices debido a que el vidrio presenta propiedades estructurales, ópticas y químicas deseables. Por ejemplo, el vidrio presenta suficiente rigidez y dureza para mantener una planitud unfirome y para resistir una flexión no deseada. Además, el vidrio muestra un fondo fluorescente muy reducido en los intervalos de longitud de onda de excitación y de emisión más relevantes para los ensayos biomoleculares. Finalmente, el vidrio es químicamente resistente a los reactivos utilizados generalmente en los ensayos biomoleculares. En la fig. 1 se muestra un portaobjetos de vidrio típico.

Sin embargo, los portaobjetos de vidrio presentan varias desventajas significativas. El vidrio es frágil y puede romperse al someterlo a impactos no deseados tales como los procedentes del equipo de dispensación. Además, los portaobjetos de vidrio no permiten aplicaciones de alto rendimiento debido a que un portaobjetos de vidrio permite alojar un único sitio de ensayo. Ello se debe a que no existen barreras físicas en el portaobjetos para evitar la contaminación cruzada de múltiples sitios de ensayo. Por consiguiente, en muchos casos la mayor parte de la superficie de un portaobjetos de vidrio acaba no utilizándose, especialmente en matrices de densidad baja e intermedia. La patente US nº 2004/0029303 da a conocer una matriz biomolecular con compartimientos discretos rellenos con una sustancia porosa para unirse a las dianas químicas. Los compartimientos pueden aislarse ópticamente con una capa reflectante y recubrirse con un recubrimiento hidrofóbico, por ejemplo una cera orgánica o un reactivo activo en superficie, para impedir la extensión de los reactivos acuosos.

Por lo tanto, existe una necesidad de un portaobjetos para micromatriz que supere los problemas anteriormente indicados de los portaobjetos de vidrio y que presente un alto rendimiento, al alojar múltiples sitios de ensayo en un único portaobjetos.

Descripción resumida de la invención

El problema tecnológico básico en el que se basa la presente invención es la provisión de un recipiente para muestras analíticas, en particular uno para ensayos biomoleculares, ensayos clínicos y químicos específicos de un paciente, que pueda utilizarse en particular a modo de chip biológico tras inmovilizar las moléculas biológicamente activas, y que supere las desventajas conocidas de la técnica anterior y permita determinar parámetros clínicos rápida y fiablemente, en el que en particular resulte posible detectar parámetros clínicos/químicos relevantes de modo cuantitativo y sin errores mediante la utilización de tecnología de detección automatizada. La presente invención resuelve el problema técnico subyacente mediante la provisión de un portaobjetos para micromatrices según la reivindicación principal, es decir un portaobjetos para micromatrices que comprende una plataforma polimérica que presenta una superficie superior; una pluralidad de compartimientos sobre la superficie superior, presentando dichos compartimientos un fondo y una pared lateral que se extiende desde dicho fondo, presentando dicho fondo un área superficial medida en milímetros2, y presentando dicha pared lateral una altura sobre dicho fondo medida en milímetros, en la que la superficie del fondo de los compartimientos se ha funcionalizado con grupos químicos que permiten la unión de moléculas biológicas, y en la que la proporción entre el valor numérico de dicha área superficial de dicho fondo y el valor numérico de dicha altura de dicha pared lateral es de por lo menos 30, caracterizada porque dicha superficie superior se encuentra recubierta por una capa de aluminio, oro o cromo a modo de material reflectante, y porque dicha capa de material reflectante se encuentra recubierta por una capa de polidimetilsiloxano a modo de recubrimiento protector.

La plataforma del chip biológico (micromatriz) según la presente invención comprende una placa de plataforma que presenta por lo menos una cámara de reacción tridimensional, de manera que la cámara de reacción y el volumen de la cámara de reacción, que se encuentra abierta hacia arriba, se encuentran definidos por paredes laterales de cerramiento lateral, en la que la proporción entre el área superficial del fondo y la altura de las paredes laterales es superior o igual a 30, preferentemente superior a 50. El fondo y/o por lo menos una pared lateral de por lo menos una cámara de reacción se encuentra realizado en forma de una matriz de unión que presenta un grupo funcional que permite la unión a una molécula natural o sintética, en particular a una molécula biológicamente activa.

Más particularmente, en la presente invención la proporción entre el valor numérico del área superficial del fondo, que se expresa en mm2, y el valor numérico de la altura de las paredes laterales, que se expresa en mm, medida desde la parte más inferior del fondo preferentemente plano hasta el borde superior de la pared lateral, preferentemente es superior o igual a 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80 ó 90. Preferentemente, la proporción entre el valor numérico del área superficial del fondo y el valor numérico de la altura de las paredes laterales es de entre 30 y 100, y más preferentemente de entre 32 y 80. Todavía más preferentemente, la proporción entre la magnitud del área superficial del fondo y la altura de las paredes laterales es superior o igual a 50. Además, resulta preferible en la práctica que los bordes superiores de las paredes laterales de la cámara de reacción formen la parte más alta de la plataforma del chip biológico.

Por lo tanto, la plataforma del chip biológico de la invención comprende una placa de plataforma y por lo menos una cámara de reacción tridimensional, y la cámara de reacción se construye con una pared del fondo y paredes laterales que comprenden lateralmente el volumen de la cámara de reacción y la cierran, y la cámara de reacción presenta una abertura en la dirección hacia arriba, preferentemente con los mismos área superficial y geometría que el fondo, y la proporción entre el área superficial (S) del fondo y la altura de las paredes laterales, que se indica posteriormente, preferentemente es superior o igual a 30, preferentemente superior a 50.

Por lo tanto, la presente invención proporciona una plataforma de chip biológica sobre la que se dispone por lo menos una cámara o cavidad de reacción, aunque en otras realizaciones preferentes se dispone una pluralidad de cámaras o cavidades de reacción, y la cámara o cámaras de reacción presentan un área superficial del fondo relativamente grande respecto a su altura. En los sistemas de microplaca de la técnica anterior, la proporción entre el área superficial del fondo de la cavidad y su altura es inferior a 5 y por lo tanto es sustancialmente inferior a la de la plataforma de chip biológico de la presente invención.

La proporción sustancialmente incrementada entre el área superficial del fondo de la cámara de reacción y la altura de las paredes laterales proporcionada por la presente invención presenta la ventaja de que, aunque el volumen de la cámara de reacción sea reducido, se proporciona una gran superficie que presenta numerosos sitios de unión con el fin de inmovilizar moléculas biológicamente activas y por lo tanto para llevar a cabo reacciones. Además, la cámara de reacción de la invención permite una evaluación sustancialmente mejorada de los ensayos realizados en la cámara de reacción utilizando sistemas convencionales de detección, debido a que las fuentes de los errores causados por las dimensiones de los pocillos convencionales, que tienden a distorsionar los valores de medición, resultan eliminadas. Debido a su pequeña profundidad, las cámaras de reacción de la invención permiten posicionar un escáner convencional o algún otro dispositivo convencional de detección, verticalmente sobre la abertura de la cámara de reacción... [Seguir leyendo]

1. Portaobjetos para micromatrices, que comprende:

una plataforma polimérica que presenta una superficie superior, una pluralidad de compartimientos sobre la superficie superior, presentando dichos compartimientos un fondo y una pared lateral que se extiende desde dicho fondo, presentando dicho fondo un área superficial medida en milímetros y presentando dicha pared lateral una altura sobre dicho fondo medida en milímetros, en la que la superficie del fondo del compartimiento se ha funcionalizado con grupos químicos que permiten la unión de moléculas biológicas, y en la que la proporción entre el valor numérico de dicha área superficial de dicho fondo y el valor numérico de dicha altura de dicha pared lateral es de por lo menos 30, caracterizada porque dicha superficie superior se encuentra recubierta por una capa de aluminio, oro o cromo a modo de material reflectante, y porque dicha capa de material reflectante se encuentra recubierta por una capa de polidimetilsiloxano a modo de recubrimiento protector.

2. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de compartimientos ocupa una primera parte de la superficie superior, y un área de manipulación ocupa una segunda parte de la superficie superior.

3. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 2, caracterizado porque cada uno de entre la pluralidad de compartimientos ocupa sustancialmente la misma cantidad de espacio sobre la superficie superior.

4. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 2, caracterizado porque el recubrimiento reflectante es 20 aluminio.

5. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 2, caracterizado porque existen exactamente doce compartimientos.

6. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 4, caracterizado porque cada uno de entre la pluralidad de compartimientos se encuentra definido por un borde de forma sustancialmente cuadrada.

25 7. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha proporción entre el valor numérico de dicho área superficial de dicho fondo y el valor numérico de dicha altura de dicha pared lateral es superior a 50.

8. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha proporción entre el valor

numérico de dicho área superficial de dicho fondo y el valor numérico de dicha altura de dicha pared lateral es 30 superior a 70.

9. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha proporción entre el valor numérico de dicho área superficial de dicho fondo y el valor numérico de dicha altura de dicha pared lateral es superior a 90.

10. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un área de 35 unión sobre dicho fondo para la unión de por lo menos una entidad química.

11. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho area de unión se forma mediante funcionalización de por lo menos una parte de dicho fondo.

12. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque el número de dichos compartimientos es un número entero múltiplo de 8.

40 13. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque el número de dichos compartimientos es un número entero múltiplo de 12.

14. Portaobjetos para micromatrices según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una cámara de volumen agrandable extraíble que presenta una pared lateral de la cámara de una altura superior a la de dicha pared lateral del compartimiento.