Dispositivo y método para pruebas de sangre en línea usando biochips.

Un dispositivo de captura de cribado para cribado en línea de sangre recogida de un donante,

estando eldispositivo conectado a una aguja de recogida y conectado mediante un conducto de recogida a una bolsa derecogida, comprendiendo el dispositivo:

una entrada para sangre recogida de la aguja de recogida;

una unidad de biochip que captura agentes o moléculas dianas de la sangre; y

una salida que drena la sangre del dispositivo de captura de cribado al conducto de recogida.

Dispositivo y método para pruebas de sangre en línea usando biochips

Antecedentes de la invención La invención se refiere al campo de cribado sanguíneo y proporciona mejoras que permiten que se realice un cribado más completo, preciso y práctico, para detectar la presencia de moléculas dianas que indican la presencia de un patógeno, agente infeccioso o enfermedad metabólica. Más específicamente, la invención proporciona un método y sistema para cribado sanguíneo en línea, donde un dispositivo de captura de cribado desmontable en línea con biochips se proporciona entre una aguja de recogida de sangre y una bolsa de recogida de sangre, de tal manera que la sangre recogida fluya a través del dispositivo de captura de cribado y contacte con los biochips antes de de que se recoja en la bolsa de recogida de sangre. Alternativamente, los biochips se proporcionan en una entrada de la bolsa de recogida de sangre, dentro de la bolsa de recogida de sangre o dentro de una bolsa de recogida de sangre con desviación separada.

Actualmente, los bancos de sangre usan varios ensayos individuales para analizar la presencia de múltiples agentes o moléculas asociadas con o indicativas de una enfermedad o condición. Agentes o moléculas ejemplares incluyen anticuerpos I/II anti-VHI, anticuerpos anti-VHC, antígeno de superficie VHB, anticuerpos anti-núcleo HB, enzima del hígado (ALT) , sífilis y antígeno P24 VIH. Además, pueden detectarse agentes infecciosos tales como bacterias y hongos patogénicos, priones y protozoos, que incluyen los agentes causantes de viruela, malaria, enfermedad del Nilo Occidental, enfermedad de Chagas, y variante de enfermedad de Creutzfeldt Jacob (CJD) . También, pueden detectarse agentes no infecciosos tales como moléculas que indican desordenes metabólicos, que incluyen las moléculas medidas en varios paneles de metabolitos, que incluyen un panal lípido (colesterol, triglicéridos, LDLs y HDLs) , panel de hormona de la glándula tiroides (T3, T4, TBP y TSH) y panel de la enzima del hígado (ALT (alanina aminotransferasa) , ALP (fosfatasa alcalina) , AST (aspartato aminotransferasa) , GGT (gammaglutamil transferasa) , LDH (deshidrogenasa del ácido láctico) , bilirrubina y albúmina) .

Los métodos actuales conllevan la recogida de sangre directamente en una bolsa de recogida de sangre por medio de una aguja de recogida de sangre y un conducto recolector, con una fracción de la sangre recogida segregándose cada minuto a otro compartimento para fines de análisis/cribado.

Los métodos actuales de cribado sanguíneo conllevan, por lo tanto, analizar una parte muy pequeña, o muestra, de la sangre recogida y puede no detectar de manera efectiva analitos que están escasamente dispersos en la sangre. Algunos problemas potenciales de analizar pequeñas muestras incluyen (1) distribución no homogénea del agente de la prueba (o analito) , (2) microsegregación de los analitos y/o unión de los analitos con las proteínas del suero, y (3) contaminación cruzadas entre muestras recogidas para las varias pruebas que pueden realizarse, tales como en los ensayos de tecnología de ácido nucleico (NAT) .

Además, la realización de múltiples ensayos individuales requiere un tiempo y esfuerzo duplicados porque la muestra debe prepararse y etiquetarse para cada ensayo individual. Además, la realización de múltiples ensayos individuales agrava el problema de etiquetar y seguir apropiadamente muestras de sangre de manera que puedan correlacionarse con el paciente o donante correcto. Por lo tanto, pueden resultar errores e inexactitudes de errores administrativos en el etiquetado, correlación y almacenaje de información generada por los múltiples ensayos individuales. Otro problema es que puede usarse demasiada sangre para las pruebas porque se requiere una muestra separada para cada una de las varias pruebas que se realizarán.

Además, la separación de una muestra de sangre recogida en partes para múltiples ensayos individuales aumenta el potencial de contaminación, debido a la manipulación adicional requerida. Por supuesto, la gestión de múltiples ensayos individuales también aumenta el riesgo de que al menos un ensayo se corrompa por la contaminación.

WO 99/56630 desvela un único dispositivo de recogida y análisis de fluido corporal integrado con componente de transferencia de muestra. La parte de recogida y la parte de análisis del dispositivo están permanentemente unidas para permitir el movimiento de pequeñas cantidades de fluido corporal bajo condiciones controladas.

GB 2339903 desvela un recipiente de fluido en forma de una bolsa de plástico flexible que contiene sangre. El recipiente de fluido tiene una entrada/salida y una válvula de sellado y está en comunicación con una dispositivo de prueba de diagnóstico de múltiples usos.

Breve resumen de la invención

La presente invención proporciona dispositivos de captura de cribado de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y 2; un sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 25; y un método de cribado sanguíneo en línea de acuerdo con la reivindicación independiente 41.

La presente invención proporciona una nueva tecnología de plataforma para cribar sangre. La tecnología asegura que se analice una fracción mucho más grande de sangre recogida, incluso cada gota. Bajo métodos previos de cribado, solamente fracciones muy pequeñas de aproximadamente 450 ml de sangre recogida se usaron para cribado. Por ejemplo, se usaron 0, 5 ml para análisis NAT, 20 μl individualmente para análisis anti-VIH I/II, anti-VHC, anti-núcleo HB, ALT y sífilis y 100 μl individualmente para análisis HbsAg y VIH p24. El uso de fracciones tan pequeñas crea un riesgo en el muestreo, porque las fracciones pueden no ser representativas del volumen completo de sangre recogida. Es decir, los agentes de enfermedades que están escasamente dispersos en la sangre recogida pueden no estar contenidos en una fracción o volumen pequeño. La presente invención aborda este problema al asegurar un cribado más minucioso y más completo de sangre recogida. La presente invención también permite que se puedan realizar a la vez pruebas para cientos de agentes o moléculas, en lugar de pruebas para un pequeño número de agentes o moléculas en ensayos separados.

La presente invención proporciona al menos las siguientes ventajas en comparación con los procedimientos actualmente conocidos para cribar sangre:

(1) El proceso de cribado usa una técnica de captura en línea; por lo tanto, casi no se pierde sangre recogida porque prácticamente cada gota que va a la bolsa de recogida fluye a través de, o alternativamente una muestra grande de la sangre contacta con, el dispositivo de captura de cribado y/o biochips proporcionados por la invención.

(2) La invención permite el uso de un sistema de ensayo múltiple; todos los ensayos pueden funcionar en uno o más de los biochips que contactan con la sangre.

(3) La invención puede emplear biochips de baja densidad, de manera que al añadir dianas adicionales, tales como componentes de nuevas enfermedades emergentes, es más fácil y más eficiente.

(4) Los ensayos de la invención son rápidos, debido a los tiempos de reacción minimizados que resultan del uso de micro-volúmenes de muestra en un procesador de biochip.

(5) El sistema de cribado de “laboratorio en un chip” de la invención proporciona un ambiente confinado para hacer funcionar múltiples ensayos. La unidad de captura de cribado y la unidad de procesamiento de chipo están autoselladas, consumen poco espacio y reducen la oportunidad de error humano y/o contaminación que pueden ocurrir al exponer la muestra al ambiente circundante o la manipulación de la muestra adicional requerida para realizar múltiples ensayos individuales.

(6) Los sistemas de detección emplean tecnología que no solamente puede detectar la presencia de una secuencia indicativa de una enfermedad, sino que también puede detectar diferentes genotipos de cada agente así como mutaciones puntuales de las dianas capturadas.

(7) La invención puede emplear ensayos que proporcionan una lectura cuantitativa, tal como el control del número de ciclo de PCR. Por ejemplo, la tecnología PCR Taqman funciona sobre tal principio. Al usar un estándar, o calibrador (es decir, con un número de copia conocido) y al comparar una muestra de prueba con el estándar, es posible obtener un resultado cuantitativo.

Breve descripción de los dibujos Los dibujos acompañantes, que se incorporan y constituyen una parte de la especificación, ilustran las realizaciones de la invención preferentes en el presente. Junto con la descripción general dada anteriormente... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de captura de cribado para cribado en línea de sangre recogida de un donante, estando el dispositivo conectado a una aguja de recogida y conectado mediante un conducto de recogida a una bolsa de recogida, comprendiendo el dispositivo:

una entrada para sangre recogida de la aguja de recogida; una unidad de biochip que captura agentes o moléculas dianas de la sangre; y una salida que drena la sangre del dispositivo de captura de cribado al conducto de recogida.

2. Un dispositivo de captura de cribado para cribado en línea de sangre recogida de un donante, estando el dispositivo conectado mediante un conducto de recogida a una aguja de recogida y situado en la entrada de o dentro de una bolsa de recogida, comprendiendo el dispositivo:

una entrada para sangre recogida de la aguja de recogida; una unidad de biochip que captura agentes o moléculas dianas de la sangre; y una salida que drena la sangre del dispositivo de captura de cribado a la bolsa de recogida.

3. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1, donde la entrada del dispositivo de captura de cribado está directamente conectada a un extremo trasero de la aguja de recogida.

4. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1, donde la entrada del dispositivo de captura de cribado está conectada, mediante un conducto de recogida, próxima a la aguja de recogida.

5. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 4, donde la entrada del dispositivo de captura de cribado está conectada, mediante el conducto de recogida, próxima a la aguja de recogida para que la temperatura de la sangre en el dispositivo de captura de cribado sea aproximadamente 37 ºC.

6. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde la unidad de biochip comprende un primer biochip y un segundo biochip que están secuencialmente dispuestos entre la entrada y la salida.

7. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde el primer biochip y el segundo biochip están dispuestos de una manera apilada en paralelo.

8. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde las dimensiones del dispositivo de captura de cribado son tales que una velocidad de flujo de sangre que fluye a través del dispositivo de captura de cribado es igual a la velocidad de flujo de la sangre recogida en ausencia del dispositivo de captura de cribado.

9. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde las dimensiones del dispositivo de captura de cribado son tales que la velocidad de flujo de sangre que fluye a través del dispositivo de captura de cribado es aproximadamente 450 ml por 10 minutos.

10. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 8, donde las dimensiones de la entrada, la salida, un área de superficie de biochips en la unidad de biochip, y la caja del dispositivo de captura de cribado son tales que la sangre recogida mantiene una velocidad constante de flujo a través del dispositivo de captura de cribado.

11. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde el agente o molécula diana comprende al menos una proteína, molécula de ácido nucleico o molécula o fragmento de las mismas indicativo de o específico de una enfermedad en un sujeto o un agente infeccioso.

12. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 11, donde la proteína es un anticuerpo o un antígeno.

13. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 6, donde el primer biochip es un biochip de técnica de amplificación de ácido nucleico (NAT) diseñado para hacer funcionar múltiples pruebas en el primer biochip.

14. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 13, donde el primer biochip captura al menos un organismo o célula infecciosa que contiene una molécula de ácido nucleico diana.

15. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 14, donde el organismo infeccioso es un virus, bacteria, hongo, protozoo, micoplasma o prión y dicha célula es una célula del donante de la muestra de sangre.

16. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 6, donde el segundo biochip es un chip de inmunoensayo diseñado para hacer funcionar múltiples ensayos en el segundo biochip.

17. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 16, donde el segundo biochip captura antígeno y anticuerpos dianas.

18. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 6, donde el primer y segundo biochip son biochips de baja densidad.

19. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 6, donde el primer y segundo biochip comprenden micromatrices en las que los analitos que se enlazan con el agente o molécula diana, si está presente en la sangre, están dispuestos a lo largo de la longitud del biochip en la dirección del flujo sanguíneo sobre el primer y segundo biochip, respectivamente.

20. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 17, donde el primer y segundo biochip comprenden analitos unidos covalentemente.

21. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde la salida incluye un embudo y un filtro.

22. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, que además comprende un dispositivo de anti-retroflujo que previene que la sangre fluya de vuelta hacia la entrada.

23. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, donde la entrada y salida son capaces de sellarse cuando el dispositivo de captura de cribado se extrae de la aguja de recogida y del conducto de recogida.

24. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 6, donde el dispositivo de captura de cribado comprende una tapa que puede retirarse robóticamente para facilitar la retirada robótica del primer biochip y el segundo biochip.

25. Un sistema de cribado para cribado en línea de sangre recogida de un donante usando una aguja de recogida conectada mediante un conducto de recogida a una bolsa de recogida, que comprende:

un dispositivo de captura de cribado de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, comprendiendo además el dispositivo de captura de cribado:

al menos un procesador de biochip para detectar al menos un agente o molécula diana capturada.

26. El dispositivo de captura de cribado de la reivindicación 25, donde dicho procesador de biochip es capaz de amplificar dicho agente o molécula diana.

27. El dispositivo de captura de cribado de acuerdo con la reivindicación 25, donde el procesador de biochip es una unidad desechable sellada que tiene una parte de técnica de amplificación de ácido nucleico (NAT) para procesar un primer biochip y una parte de inmunoensayo para procesar un segundo biochip.

28. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 27, donde dicha molécula diana es una molécula de ácido nucleico y la parte NAT comprende:

un recipiente para biochip; al menos un depósito para mantener una muestra; al menos una cámara de reacción de amplificación conectada al depósito; y al menos un componente de detección conectado a la cámara de reacción de amplificación.

29. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 28, donde la parte NAT comprende además:

al menos un recipiente para reagente conectado al depósito; y al menos un recipiente para reagente conectado a la cámara de reacción.

30. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 29, donde la parte NAT comprende además: el primer biochip sujeto en el recipiente para biochip.

31. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 30, donde el primer biochip se sujeta de tal manera que una superficie que contiene analitos está en contacto con al menos un tampón de elución y lisis.

32. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 29, donde el componente de detección es al menos una cámara de microfluidez.

33. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 25, que comprende más de un procesador de biochip.

34. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 27, donde dicha molécula diana es un anticuerpo diana o un antígeno diana y la parte de inmunoensayo comprende:

un recipiente para biochip; al menos un depósito para mantener una muestra; al menos una cámara de reacción de amplificación conectada al depósito; y al menos un componente de detección conectado a la cámara de reacción de amplificación.

35. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 34, donde la parte de inmunoensayo además comprende:

al menos un recipiente para reagente conectado al depósito; y al menos un recipiente para reagente conectado a la cámara de reacción.

36. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 35, donde la parte de inmunoensayo además comprende:

el segundo biochip sujeto en el recipiente para biochip.

37. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 36, donde el segundo biochip está sujeto de tal manera que los analitos unidos están en contacto con al menos un tampón.

38. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 34, donde el componente de detección es al menos una cámara de microfluidez.

39. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 34, que comprende al menos dos cámaras de reacción, una para la detección de un anticuerpo diana y una para la detección de un antígeno diana.

40. El sistema de cribado de acuerdo con la reivindicación 39, donde cada cámara de reacción está conectada al menos a un componente de detección que comprende al menos una cámara de microfluidez.

41. Un método de cribado en línea de sangre recogida de un donante usando una aguja de recogida conectada mediante un conducto de recogida a una bolsa de recogida, que comprende:

proporcionar un dispositivo de captura de cribado que comprende: una entrada para sangre recogida de la aguja de recogida, una unidad de biochip que captura un agente o molécula diana de la sangre, y una salida que drena la sangre del dispositivo de captura de cribado al conducto de recogida; insertar el dispositivo de captura de cribado entre la aguja de recogida y el conducto de recogida próximo a la aguja de recogida de manera que la sangre que fluya a través del dispositivo de captura de cribado esté aproximadamente a la temperatura de un cuerpo humano; y permitir que la sangre fluya a través de dicho dispositivo de captura.

42. El método de la reivindicación 41, que además comprende la etapa de extraer el dispositivo de captura de cribado para seguir procesando la unidad de biochip.

43. El método de la reivindicación 41, que además comprende:

abrir robóticamente el dispositivo de captura de cribado para extraer la unidad de biochip; e insertar la unidad de biochip en un procesador de biochips para procesar los biochips en la unidad de biochip.

44. El método de acuerdo con la reivindicación 43, donde el procesador de biochips comprende una parte técnica de amplificación de ácido nucleico (NAT) para procesar un primer biochip y una parte de inmunoensayo para procesar un segundo biochip.

45. El método de acuerdo con la reivindicación 44, donde dicha molécula diana es una molécula de ácido nucleico y la parte NAT comprende:

un recipiente para biochip que comprende un primer biochip; al menos un depósito para mantener una muestra eluida del primer biochip; al menos una cámara de reacción de amplificación conectada a la reserva; y al menos un componente de detección conectado a la cámara de reacción de amplificación.

46. El método de acuerdo con la reivindicación 45, donde la parte NAT además comprende:

al menos un recipiente para reagente conectado al depósito, donde dicho método comprende además poner en contacto el primer biochip con al menos un tampón del recipiente para reagente que eluye y lisa los agentes y moléculas dianas capturadas del primer biochip para formar una solución que se recoge en el depósito.

47. El método de acuerdo con la reivindicación 46, que además comprende:

bombear la solución en el depósito a al menos una cámara de reacción de amplificación; proporcionar al menos un recipiente adicional para reagente que contiene reagentes de amplificación de ácido nucleico y permitir que los reagente fluyan a la cámara de reacción de amplificación que contienen la solución; proporcionar condiciones suficientes para amplificar al menos una molécula de ácido nucleico en la solución; y detectar la presencia de la molécula de ácido nucleico amplificada en el componente de detección.

48. El método de acuerdo con la reivindicación 47, donde el componente de detección es al menos una cámara de microfluidez y detecta la presencia de la molécula de ácido nucleico amplificada mediante un método de hibridización de ácido nucleico y la detección de una señal.

49. El método de acuerdo con la reivindicación 44, donde dicha molécula diana es un anticuerpo o un antígeno y la parte de inmunoensayo comprende:

un recipiente para biochip que comprende un segundo biochip; al menos un depósito para mantener una muestra eluida del primer biochip; al menos una cámara de reacción conectada al depósito; y al menos un componente de detección conectado a la cámara de reacción.

50. El método de acuerdo con la reivindicación 49, donde la parte de inmunoensayo además comprende:

al menos un recipiente para reagente conectado al depósito, donde dicho método comprende además poner en contacto el segundo biochip con al menos un tampón del recipiente para reagente que eluye las moléculas dianas capturadas del segundo biochip para formar una solución que se recoge en el depósito.

51. El método de acuerdo con la reivindicación 50, que además comprende:

bombear la solución en el depósito a al menos una cámara de reacción; proporcionar al menos un recipiente adicional para reagente que contiene un reagente que comprende un antígeno unido a un sistema de amplificación de señal o a un anticuerpo unido a un sistema de amplificación de señal y permitir que el reagente fluya a la cámara de reacción que contiene la solución; proporcionar condiciones suficientes para permitir el enlace del reagente con un anticuerpo o antígeno diana en la solución; y detectar la presencia del anticuerpo o antígeno diana en el componente de detección.

52. El método de acuerdo con la reivindicación 51, donde el componente de detección es al menos una cámara de microfluidez y detecta la presencia de la señal al enlazarse con un anticuerpo inmovilizado en la pared de la cámara.

53. El método de acuerdo con la reivindicación 43 o 49, que además comprende utilizar más de un procesador de biochips en paralelo.

54. El método de acuerdo con la reivindicación 49, que comprende al menos dos cámaras de reacción, una para la detección de un anticuerpo diana y una para la detección del antígeno diana.

55. El método de acuerdo con la reivindicación 54, donde cada cámara de reacción está conectada al menos a un componente de detección que comprende al menos una cámara de microfluidez.