Procedimiento para producir elementos microporosos, los elementos microporosos producidos de esta manera y usos de los mismos.

Un procedimiento para producir un dispositivo de filtro compuesto por un soporte en forma de un tubo que tieneuna abertura y un elemento microporoso como filtro y/o material de adsorción,

caracterizado porque el elementomicroporoso se genera dentro del soporte sobre la sección transversal de la abertura mediante un procedimientoque comprende las etapas de

a) aplicar una sustancia en una fase líquida que es una solución o una suspensión de un polímero o una solución ouna suspensión de uno o más monómeros a un retenedor microporoso presente dentro del soporte;

b) provocar la solidificación en forma esponjosa de al menos parte de la sustancia; y

c) revestir la pared interna del tubo con un revestimiento hidrófilo;

en el que el retenedor microporoso contiene en sus poros dicho polímero de tal manera que los poros tienenespacios libres residuales que forman canales que permiten el flujo de un fluido a través del elemento de filtro.

Procedimiento para producir elementos microporosos, los elementos microporosos producidos de esta manera y usos de los mismos La presente invención se refiere a nuevos procedimientos para producir dispositivos de filtro que comprenden elementos microporosos y a dispositivos de filtro que comprenden elementos microporosos que pueden obtenerse mediante tales procedimientos. Los elementos microporosos pueden comprender micropartículas sólidas, que preferentemente modifican las propiedades de adsorción del elemento microporoso. Los elementos microporosos están unidos a un soporte y/o un retenedor. Adicionalmente, la presente invención se refiere a kits, composiciones de diagnóstico y farmacéuticas que comprenden los dispositivos de filtro mencionados anteriormente. Adicionalmente, la presente invención se refiere al uso de los dispositivos de filtro mencionados anteriormente en microfiltración, cromatografía, adsorción/inmovilización de compuestos orgánicos e inorgánicos así como para la preparación y/o detección de tales compuestos.

Hay una demanda cada vez mayor en el área de la química analítica de dispositivos capaces de manipular volúmenes de muestra de moderados a pequeños, de una manera que sea rápida, que de una alta recuperación y que minimice cualquier posibilidad de contaminación de la muestra. Entre otros atributos deseados están un bajo coste, facilidad de fabricación y adecuabilidad para aplicación con un equipo convencional. Los dispositivos previos para microfiltración etc., implicaban el uso de material de filtro preformado. Polímeros sintéticos tales como nylon, metacrilato o polímeros semisintéticos tales como nitrocelulosa o acetato de celulosa se han usado durante décadas. En su mayor parte, el material de filtro es un material no tejido que se forma a partir de una banda de fibras sintéticas o naturales. Las fibras pueden estar unidas juntas o no mediante un aglutinante. En general, se cortan discos del material no tejido y se sitúan dentro de un tubo de muestra o similar. Los problemas en relación con este enfoque previo incluyen un contacto insuficiente del disco de filtro pre-cortado con la pared del tubo de filtro dejando pequeños huecos y, de esta manera, permitiendo que la muestra de líquido aplicada escape.

En este contexto, el disco de filtro puede fijarse al tubo de filtro mediante un adhesivo; adicionalmente o como alternativa, el disco de filtro puede soldarse al tubo de filtro aplicando localmente calor o por tratamiento mediante ultrasonidos. Si el disco de filtro se fija al tubo de filtro mediante un adhesivo, el adhesivo puede influir en las propiedades del filtro del material de una manera incontrolable. Esto mismo es cierto cuando el disco de filtro se suelda al tubo de filtro aplicando calor localmente o por un tratamiento de ultrasonidos. Los problemas analizados anteriormente se potencian cuando el tamaño global del elemento de filtro se reduce. Por lo tanto hasta ahora no ha sido factible técnicamente producir elementos de filtro satisfactorios con aberturas de un diámetro tan pequeño como varios micrómetros.

Cuando se usa un filtro de adsorción que contiene micropartículas adsorbentes granulares, el problema de dislocación podría ocurrir durante el procesamiento de un líquido y también durante el transporte. Por lo tanto, las micropartículas se mantienen, por ejemplo, entre dos elementos porosos de confinación, tales como fritas, redes, retenedores anulares o ranurados en ambos lados porosos del elemento de filtro. Incluso cuando se embeben entre fibras de teflón o vidrio, podría ser necesario un retenedor poroso superior así como una frita de soporte inferior, o un elemento de red o ranurado.

El documento WO 87/01956 desvela un filtro que comprende un miembro de soporte no poroso abierto por un extremo y un disco poroso asegurado rígidamente al miembro de soporte en un extremo opuesto. El documento WO 93/07945 se refiere a una columna cromatográfica líquida continua que contiene un medio de separación en forma de un tapón de polímero macroporoso dispuesto en la columna a través de su área de sección transversal interna y producido polimerizando monómeros específicos en presencia de un iniciador y un porógeno. El documento EP 471 420 A2 desvela un dispositivo de filtro que comprende un miembro alargado hueco y un medio de filtro situado en el miembro alargado. El documento DE 37 17 211 A1 desvela un dispositivo para la separación y purificación de moléculas mediante una matriz, matriz que está proporcionada en un miembro hueco cónico. El documento EP 264 740 A2 se refiere a un dispositivo de pipeteado, a puntas de pipeta y a dispositivos de filtro que pueden estar presentes en la punta de pipeta. El documento US 4.675.299 se refiere a un dispositivo de envasado de reactivo autocontenido para un ensayo que comprende un miembro de soporte y una pluralidad de pocillos en el miembro de soporte. Al menos uno de los pocillos tiene una abertura en su extremo inferior e incluye un soporte al que se une el reactivo y un filtro poroso situado entre el soporte y la abertura.

De esta manera, el problema técnico subyacente de la presente invención es proporcionar un procedimiento rentable para producir un dispositivo de filtro que pueda aplicarse para la mayoría de versiones de cromatografía líquida analítica o micropreparativa, tal como cromatografía de intercambio de iones, cromatografía en fase inversa, cromatografía de interacción hidrófoba, cromatografía de adsorción en geles de sílice, cromatografía de afinidad, inmunocromatografía, para estudios de unión, el aislamiento de complejos de unión multicomponente, para la selección de muestras o para evitar la dislocación de micropartículas, mejorado o simplificado aplicando técnicas adecuadas seleccionadas evitando la pérdida no específica de biopolímeros tales como péptidos, proteínas, ácidos nucleicos, oligonucleótidos, polisacáridos o derivados de los mismos presentando superficies biocompatibles y ahorrando costes usando un material microparticulado caro en muy pequeñas cantidades. Además, la transferencia de sustancias diferentes del filtro a las membranas de transferencia se hará posible sin tener problemas con volúmenes muertos.

La solución al problema técnico se consigue proporcionando las realizaciones caracterizadas en las reivindicaciones.

Por consiguiente, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir un dispositivo de filtro como se define en la reivindicación adjunta 1, mientras que las realizaciones preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes.

En el contexto de la presente invención, la expresión "solidificación en forma esponjosa" significa que el producto contiene espacios huecos.

En el procedimiento de la presente invención, la sustancia está presente en una fase líquida. Dicha fase líquida puede ser una solución o suspensión de un polímero en un disolvente y la solidificación en forma esponjosa está provocada preferentemente por la acción de un antidisolvente para el polímero.

Para un fin de la presente invención, el término "polímero" significa sustancias naturales o artificiales constituidas por moléculas grandes que a su vez se fabrican a partir de combinaciones de moléculas pequeñas y simples que son idénticas o no, es decir, homo y copolímeros. Los polímeros de acuerdo con la presente invención incluyen también resinas.

En una realización preferida el polímero se selecciona de entre el grupo que consiste en ésteres de polivinilo, ésteres de polivinilo parcialmente desacilados, derivados de celulosa, poliamidas, poliestireno, poli (metacrilato de metilo) y mezclas de los mismos. Preferentemente, dicho polímero comprende segmentos tanto hidrófilos como hidrófobos dentro de sus moléculas.

En una realización particularmente preferida del procedimiento de la presente invención, el polímero se selecciona de entre el grupo que consiste en poli (alcohol vinílico-co-etileno) , poli (alcohol vinílico-co-vinilacetato) , copolímero de etileno y ácido acrílico, copolímero de etileno y éster acrílico, copolímero de etileno y acrilamida, copolímero de ácido acrílico y vinilacetato, copolímero de acrilamida y acetato de vinilo, copolímero de monoamida de etilendiamina del ácido acrílico con acetato de vinilo, poli (alcohol vinílico-co-estireno) , poli (estireno-co-ácido maleico) y derivados glicerol éster de los mismos, copolímero de acrilamida y éster acrílico y mezclas de los mismos.

En otra realización preferida del procedimiento de la presente invención el disolvente se selecciona de entre el grupo que consiste en dimetilsulfóxido, dimetilformamida, dimetilacetamida, formamida, ácido fórmico, ácido acético, 2, 2,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir un dispositivo de filtro compuesto por un soporte en forma de un tubo que tiene una abertura y un elemento microporoso como filtro y/o material de adsorción, caracterizado porque el elemento microporoso se genera dentro del soporte sobre la sección transversal de la abertura mediante un procedimiento que comprende las etapas de a) aplicar una sustancia en una fase líquida que es una solución o una suspensión de un polímero o una solución o una suspensión de uno o más monómeros a un retenedor microporoso presente dentro del soporte;

b) provocar la solidificación en forma esponjosa de al menos parte de la sustancia; y

c) revestir la pared interna del tubo con un revestimiento hidrófilo;

en el que el retenedor microporoso contiene en sus poros dicho polímero de tal manera que los poros tienen espacios libres residuales que forman canales que permiten el flujo de un fluido a través del elemento de filtro.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la fase líquida es una solución o una suspensión de un polímero en un disolvente y la solidificación en forma esponjosa está provocada por la acción de un antidisolvente para el polímero.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el polímero se selecciona de entre el grupo que consiste en ésteres de polivinilo, ésteres de polivinilo parcialmente desacilados, derivados de celulosa, poliamidas, poliestireno, poli (metilmetacrilato) y mezclas de los mismos.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el polímero comprende segmentos tanto hidrófilos como hidrófobos dentro de sus moléculas.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el polímero se selecciona de entre el grupo que consiste en poli (alcohol vinílico-co-etileno) , poli (alcohol vinílico-co-vinilacetato) , copolímero de etileno y ácido acrílico, copolímero de etileno y éster acrílico, copolímero de etileno y acrilamida, copolímero de ácido acrílico y acetato de vinilo, copolímero de acrilamida y acetato de vinilo, copolímero de monoamida de diamina del ácido acrílico con acetato de vinilo, poli (alcohol vinílico-co-estireno) , poli (estireno-co-ácido maleico) y el derivado de glicerol éster, copolímero de acrilamida y éster acrílico y mezclas de los mismos.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que el disolvente se selecciona de entre el grupo que consiste en dimetilsulfóxido, dimetilformamida, dimetilacetamida, formamida, ácido fórmico, ácido acético, 2, 2, 2-tricloroetanol, tolueno, tetrahidrofurano y mezclas de los mismos.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que el disolvente está compuesto por al menos dos antidisolventes volátiles.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicho disolvente puede retirarse a temperatura ambiente o al vacío.

9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que la solidificación se consigue evaporando el disolvente y/o el antidisolvente.

10. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que el antidisolvente se selecciona de entre el grupo que consiste en agua, alcoholes que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, amoniaco, acetato de etilo, acetona, etilendiamina y mezclas de los mismos.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la fase líquida es un hidrocoloide.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el hidrocoloide se selecciona de entre el grupo que consiste en agarosa de bajo punto de fusión, almidón, alcohol polivinílico y mezclas de los mismos.

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en el que la capa de solución de hidrocoloide está sometida a reticulación con tetraborato sódico.

14. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el hidrocoloide solidificado está desecado y/o reticulado.

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la fase líquida es una solución o una suspensión de uno o más monómeros y la solidificación está provocada por la polimerización de dicho monómero.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el monómero o los monómeros están presentes en un disolvente.

17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15 o 16, en el que el monómero o los monómeros comprenden

uno o más monómeros de reticulación.

18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dichos monómeros comprenden una diamina y un poliepóxido.

19. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que el monómero se selecciona de entre el grupo que consiste en ésteres de vinilo, ácido acrílico y sus derivados, y la polimerización se efectúa bajo la influencia de radicales libres.

20. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 18, en el que se permite que un antidisolvente, que es miscible con el disolvente usado, se mezcle con la sustancia para provocar la precipitación del polímero.

21. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la sustancia se permea con un antidisolvente que no es miscible con los disolventes usados.

22. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el antidisolvente es aceite de silicona, agua o aire.

23. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la sustancia se permea con un hidrogel reversible o con líquidos que son insolubles en agua a temperaturas por encima de 20 ºC.

24. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sustancia es un polímero termoplástico y la solidificación se provoca por sinterizado, por ejemplo, por calentamiento o por la acción de un disolvente.

25. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 24, en el que el polímero es un copolímero de estireno y ácido maleico o acetato de polivinilo.

26. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en el que la sustancia comprende adicionalmente micropartículas sólidas, que son porosas o no porosas, de un tamaño de 0, 01 !m a 500 !m.

27. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 26, en el que la sustancia y las micropartículas están presentes como una suspensión en un antidisolvente de baja viscosidad.

28. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 27 en el que dicha sustancia y dichas micropartículas solidifican evaporándose de una solución muy diluida en un disolvente pobre, o por sinterización a temperaturas moderadas de hasta 130 ºC sin solución de polímero, usando solo un polímero parcialmente fundido en lugar de ello.

29. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28, en el que dichas micropartículas modifican las propiedades de adsorción del elemento microporoso final.

30. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 29, en el que dichas micropartículas contienen una molécula efectora capaz de secuestrar un ión, unirse selectivamente a un soporte sólido, unirse a un determinante antigénico preseleccionado o ser un ligando.

31. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que dicha molécula comprende una enzima o un resto detectable de forma remota.

32. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30 o 31, en el que dicha molécula comprende una secuencia de aminoácidos, ácidos nucleicos o análogos o derivados de los mismos.

33. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 30 a 32, en el que dicha molécula capaz de secuestrar un ión es calmodulina, metalotioneína, un fragmento de la misma o una secuencia de aminoácidos rica en al menos uno de entre ácido glutámico, ácido aspártico, lisina y arginina.

34. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 30 a 33, en el que dicha molécula efectora capaz de unirse a un determinante antigénico preseleccionado es un anticuerpo o un fragmento o un derivado del mismo.

35. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 30 a 34, en el que dicha molécula capaz de unirse selectivamente a un soporte sólido es GST, His-tag, Lex-A.

36. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 30 a 35, en el que dicho ligando es Ni-NTA.

37. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 34, en el que la sustancia aplicada es autosostenida.

38. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 37, en el que el soporte es impermeable a la humedad.

39. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 37, en el que soporte está formado de polipropileno (PP) , polietileno (PE) , copolímero de propileno/etileno, acetato de polivinilo, poliamida, poliestireno, polietilentereftalato (PET) , poliéter etercetona (PEEK) , policarbonato, polietilen vinilacetato, poli (alcohol vinílico-coetileno) , poliéster, poliamida, vidrio, cerámica, cuarzo, nitruro de silicio o mezclas de los mismos, o materiales compuestos de los mismos con fibras o estructuras de vidrio, dióxido de silicio, carbono o cerámica.

40. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 39, en el que el elemento microporoso se genera en o cerca de un borde del tubo.

41. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 40, en el que al menos una sección del tubo es de forma cónica, teniendo un extremo de la sección transversal más pequeño y uno más grande, y el elemento microporoso se genera en o cerca del extremo de la sección transversal más pequeño.

42. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 40 o 41, en el que la etapa de aplicar la sustancia a la abertura se consigue permitiendo que una solución ascienda por el tubo por acción capilar.

43. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el borde del tubo cerca del elemento microporoso se mantiene libre del revestimiento hidrófilo.

44. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el revestimiento hidrófilo está formado aplicando una solución de uno o más ésteres de polivinilo o derivados de poliol de poli (estireno-co-ácido maleico) en un disolvente orgánico a la pared interna del tubo, permitiendo que el disolvente orgánico se evapore.

45. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 44, en el que el diámetro de la abertura del soporte es de 0, 02 mm a 4 mm.

46. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el retenedor microporoso comprende partículas sólidas conectadas entre sí.

47. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 46, en el que el retenedor microporoso está formado de polipropileno (PP) , copolímero de propileno/etileno, acetato de polivinilo, poliamida, poliestireno, polietilentereftalato (PET) , poliéter etercetona (PEEK) , policarbonato, poli (alcohol vinílico-co-etileno) , poliéster, poliamida, vidrio, cerámica, cuarzo, silicio, nitruro de silicio o mezclas de los mismos, acero inoxidable o materiales compuestos de los mismos con fibras o estructuras de vidrio, dióxido de silicio, carbono o cerámica.

48. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 47, en el que el retenedor microporoso está en forma de un disco, rejilla, membrana de poros grandes, membrana con un tejido de soporte, membrana con características de tejido o no tejido, red, placa, barra y/o cono truncado.

49. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 48, que comprende adicionalmente la etapa de disponer al menos una membrana microporosa en el retenedor microporoso.

50. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 49, en el que la membrana microporosa está formada de celulosa (regenerada) , poliamida, poliéster, polipropileno (PP) o politetrafluoroetileno (PTFE) .

51. Un dispositivo de filtro compuesto por un soporte en forma de un tubo que tiene una abertura, un elemento microporoso presente dentro del soporte sobre la sección transversal de la abertura y que puede obtenerse de acuerdo con el procedimiento para generar un elemento microporoso como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 50 como un y/o material de adsorción, y un revestimiento hidrófilo que recubre la pared interna del tubo que puede obtenerse de acuerdo con el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 50.

52. El dispositivo de filtro de acuerdo con la reivindicación 51 en el que la fase líquida es una solución o una suspensión de un polímero en un disolvente y la solidificación en forma esponjosa está provocada por la acción de un antidisolvente para el polímero y en el que el polímero se fija a al menos una parte de la superficie exterior del retenedor microporoso.

53. Un elemento de filtro de múltiples canales que comprende una pluralidad de dispositivos de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 52.

54. Uso de un dispositivo de filtro de una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 53 para microfiltración, separación sólido-líquido, aclaramiento de soluciones, recogida de células pro-y eucariotas, retirada y purificación de fragmentos y residuos celulares, inmovilización de fragmentos, virus y plásmidos, adsorción/inmovilización de proteínas, polipéptidos, ácidos nucleicos, oligonucleótidos o como retenedor para material granular.

55. Uso de un dispositivo de filtro de una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 53 para cromatografía de afinidad, inmunocromatografía, para estudios de unión, el aislamiento de complejos de unión multicomponente, para la selección de muestras o para evitar la dislocación de micropartículas.

56. El uso de la reivindicación 54 o 55 para la preparación y/o la detección de compuestos que comprenden ácidos

nucleicos, oligonucleótidos, polipéptidos o polisacáridos, proteínas, compuestos orgánicos o derivados o análogos de los mismos.

57. El uso de la reivindicación 56, en el que dicho compuesto procede de fuentes naturales o no naturales.