Sistema y método para el suministro de fluidos.

Un método que comprende:

proporcionar un primer y un segundo fluidos mantenidos separados uno de otro mediante un tercer fluidoen un recipiente común,

sellado, en donde el tercer fluido es sustancialmente inmiscible con el primer y segundofluidos, y en donde el primer, segundo y tercer fluidos se almacenan dentro del recipiente común, sellado duranteal menos un día;

disponer el recipiente en comunicación de fluidos con un dispositivo que comprende un sitio de reacción;transferir el primer, tercer y segundo fluidos en serie desde el recipiente al sitio de reacción para llevar acabo una reacción química o bioquímica predeterminada mediante la aplicación de un vacío en un lado aguasabajo del sitio de reacción; y

evitar el contacto entre el primer y el segundo fluidos, al menos hasta que los fluidos hayan sido aplicadosal sitio de reacción.

Sistema y método para el suministro de fluidos Esta invención se refiere a un método y a un aparato para el suministro y/o almacenamiento de uno o más fluidos y, en particular, a un método y a un aparato para almacenar y suministrar reactivos químicos y biológicos.

El suministro de fluidos juega un importante papel en sectores tales como la química, microbiología y bioquímica. Estos fluidos pueden incluir líquidos o gases y pueden proporcionar reactivos, disolventes, reaccionantes o agentes de aclarado a procesos químicos o biológicos. A menudo, más de un fluido es suministrado a un recipiente o sitio de reacción para fomentar la interacción entre los fluidos o componentes de los fluidos. También se pueden utilizar fluidos de aclarado intermitentes para separar reaccionantes indeseados o para preparar un reactor, sitio de reacción o sitio de ensayo.

Mientras que diversos dispositivos y métodos microfluidicos tales como ensayos microfluidicos, pueden proporcionar plataformas analíticas económicas, sensibles y precisas, el suministro de fluidos a la plataforma puede añadir un nivel de coste y de sofisticación que pueden requerir llevar a cabo un ensayo en un laboratorio más que en el campo, en donde puede ser de la mayor utilidad.

Dado que plataformas químicas y bioquímicas se están convirtiendo cada vez más pequeñas debido a mejoras en sectores tales como los microfluidos, se requieren cantidades de reactivo menores para realizar un número similar de ensayos o reacciones. Típicamente, sin embargo, plataformas de menor tamaño no disminuyen la necesidad de suministrar múltiples reactivos y agentes de aclarado a un sitio de reacción. Por ejemplo, algunos ensayos de microfluidos pueden requerir menos de un microlitro de fluidos reactivos, pero puede ser necesario suministrar dos, tres o más fluidos diferentes en cantidades precisas y en una secuencia adecuada.

Para ensayos y reactores de microfluidos, los fluidos son suministrados a menudo por un operario utilizando una micropipeta. Un fluido se puede pipetear en la entrada de un sistema microfluidico, y el fluido se puede retirar a través del sistema mediante la aplicación de una fuente de vacío al extremo de salida del sistema microfluidico. Los reactivos también se pueden bombear, por ejemplo utilizando diferentes bombas de jeringa llenas con los reactivos requeridos. Una vez que se ha bombeado un fluido en el dispositivo microfluidico, un segundo puede ser bombeado al desconectar una tubería procedente de la primera bomba y conectar una tubería procedente de una segunda bomba. Alternativamente, se puede utilizar un sistema de válvulas para cambiar de un fluido bombeado a otro. Se utilizan diferentes bombas para cada uno de los fluidos para evitar una contaminación cruzada. Esto puede ser de particular relevancia cuando dos fluidos que contienen componentes que pueden reaccionar uno con otro o cuando se mezclan, pueden afectar a los resultados de un ensayo o reacción.

Los sistemas de flujo continuo pueden utilizar una serie de dos fluidos diferentes que atraviesan en serie un canal de reacción. Los fluidos se pueden bombear a un canal de una manera en serie al cambiar, a través de un sistema de válvulas, la fuente de fluido que está alimentando al tubo. Los fluidos se mueven constantemente a través del sistema en secuencia y se permite que reaccionen en el canal. Por ejemplo, utilizando un flujo continuo puede realizarse una reacción PCR. Véase Obeld et al., “Microfabrication Device for DNA and RNA Amplification by Continuous-Flow Polymerase Chain Reaction and Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction with Cycle Number Selection”, Analytical Chemistr y , 2003, 75, 288-295.

La utilidad de sistemas de fluidos puede verse afectada por el tiempo de almacenamiento, o vida útil, de cualesquiera reactivos que se han de utilizar con un sistema. Un sistema microfluidico portátil puede ser transportado a casi cualquier lugar, pero cuando los reactivos han de ser preparados de manera reciente, la utilidad del sistema en el campo puede disminuir. Esto puede ser cierto, en particular, para sistemas de base biológica y bioquímica que pueden depender de reactivos que, por ejemplo, son inestables, tienen cortas vidas útiles o han de ser almacenados bajo condiciones especiales tales como refrigeración.

Una determinación precisa, temprana y permanente de un estado patológico es importante para la prevención y el tratamiento de enfermedades de seres humanos y animales. Una clase de técnicas de diagnóstico utiliza reacciones de inmunoensayo para detectar la presencia de un antígeno o un anticuerpo en una muestra tomada de un sujeto. Estos métodos de inmunoensayo incluyen, por ejemplo, ELISA, ensayos inmunocromatográficos (tests con tiras, ensayos con papel tornasol y ensayos de flujo lateral) y ensayos de sándwich. La precisión, fiabilidad y facilidad de uso de estos tipos de ensayos han mejorado, pero a menudo el ensayo requiere condiciones de laboratorio, suministros de energía y entrenamiento que pueden no estar disponibles en algunas zonas en donde se desea realizar el ensayo.

Un tipo de ensayo de sándwich utiliza anticuerpos conjugados con oro para potenciar la detección. Por ejemplo, véase la publicación PCT WO/91/01003. La intensificación de una señal de coloide de oro se puede conseguir tiñendo los coloides de oro con plata. Primeramente, un antígeno se inmoviliza sobre un sustrato sólido de poliestireno. Luego, un anticuerpo anti-VIH humano es capturado por el antígeno y, por lo tanto, es inmovilizado por sí mismo sobre el sustrato. Después, el anticuerpo se expone a IgG anti-humana marcada con una partícula de oro coloidal y, de esta forma, IgG marcada queda unida al anticuerpo. El complejo antígeno-anticuerpo-IgG es luego expuesto a una disolución que contiene iones plata, y éstos se vuelven nucleados en torno a las partículas de oro en forma de partículas de plata sólidas que tienen un color oscuro a la vista.

El desarrollo de microfluidos y técnicas de microfluidos ha proporcionado herramientas mejoradas de investigación química y biológica, incluidas plataformas para llevar a cabo reacciones químicas, combinar y separar fluidos, diluir muestras y generar gradientes. Por ejemplo, véase la patente de EE.UU. Nº 6.645.432.

La solicitud de patente de EE.UU. Nº: 2002/0142618 A1 describe un método para controlar las condiciones del entorno dentro de un sistema fluidico. El método comprende hacer fluir un volumen de un primer fluido a través de un primer segmento del canal, en que la primera región de fluido comprende un reactivo para el control del entorno. Un primer volumen de un segundo fluido se hace fluir al primer segmento del canal inmediatamente antes o después de la etapa de hacer fluir el volumen del primer fluido a través del primer segmento del canal.

La solicitud de patente internacional Nº: PCT/GB90/01046 describe un método para potenciar visualmente tests de ensayos inmuno-oro, que comprende exponer los tests de ensayo inmuno-oro completados a una disolución que comprende iones plata. El sustrato utilizado puede tener la forma de una varilla, perla o placa y el método es adaptable para trabajar a escala de microlitros.

La patente de EE.UU. 6.488.894 B1 describe un dispositivo en el que al menos dos reactivos líquidos o semilíquidos se pueden almacenar por separado. Cuando se utiliza, el dispositivo permite una descarga de reactivos precisa, cronológicamente definida y secuencial en una cámara de reacción por medio de un movimiento lineal sin mezcladura previa de dichos reactivos. Los reactivos se pueden descargar aplicando presión a los fluidos por medio de un émbolo.

Se proporcionan un aparato y un método para el suministro de fluidos. El aparato se puede utilizar con un cierto número de ensayos analíticos.

En un primer aspecto de la invención, se proporciona un método que comprende:

proporcionar un primer y un segundo fluidos mantenidos separados uno de otro mediante un tercer fluido en un recipiente común, sellado, en donde el tercer fluido es sustancialmente inmiscible con el primer y segundo fluidos, y en donde el primer, segundo y tercer fluidos se almacenan dentro del recipiente común, sellado durante al menos un día;

disponer el recipiente en comunicación de fluidos con un dispositivo que comprende un sitio de reacción;

transferir el primer, tercer y segundo fluidos en serie desde el recipiente al sitio de reacción para llevar a cabo una reacción química o bioquímica predeterminada mediante la aplicación de un vacío en un lado aguas abajo del sitio de reacción; y

evitar el contacto entre el primer y el segundo fluidos, al menos hasta que los fluidos hayan sido aplicados... [Seguir leyendo]

1. Un método que comprende: proporcionar un primer y un segundo fluidos mantenidos separados uno de otro mediante un tercer fluido en un recipiente común, sellado, en donde el tercer fluido es sustancialmente inmiscible con el primer y segundo fluidos, y en donde el primer, segundo y tercer fluidos se almacenan dentro del recipiente común, sellado durante al menos un día;

disponer el recipiente en comunicación de fluidos con un dispositivo que comprende un sitio de reacción; transferir el primer, tercer y segundo fluidos en serie desde el recipiente al sitio de reacción para llevar a 10 cabo una reacción química o bioquímica predeterminada mediante la aplicación de un vacío en un lado aguas abajo del sitio de reacción; y evitar el contacto entre el primer y el segundo fluidos, al menos hasta que los fluidos hayan sido aplicados al sitio de reacción.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el recipiente comprende un tubo, preferiblemente en el que el tubo tiene:

(a) una relación de longitud a diámetro interno de al menos 10:1; o

(b) un diámetro interno menor que 5 milímetros, menor que 1 milímetro, menor que 500 micras, menor que 200 micras o menor que 100 micras.

2.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el primer y segundo fluidos se transfieren en serie al sitio de reacción sin accionar una válvula.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el tercer fluido es un gas o una mezcla gaseosa. 2.

5. El método de la reivindicación 4, en el que el segundo fluido es una disolución de aclarado.

6. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, disponer una muestra en el dispositivo antes de aplicar el primer y segundo fluidos al sitio de reacción. 3.

7. El método de la reivindicación 1, en el que uno de los fluidos comprende:

(a) un anticuerpo conjugado con oro o

(b) un precursor de metal.

8. El método de la parte b) de la reivindicación 7, que comprende, además, depositar de forma no electrolítica:

(a) metal al sitio de reacción para producir un material opaco, preferiblemente que comprende determinar la absorbancia o transmisión de la luz a través del material opaco; o

(b) un metal y determinar una propiedad eléctrica del metal.

9. El método de la reivindicación 1, en el que:

(a) el método no utiliza energía eléctrica,

(b) el recipiente está constituido por polietileno, polipropileno o PTFE, o

(c) al menos uno de un anticuerpo o un antígeno está asociado con el sitio de reacción.

10. El método de la reivindicación 1, que comprende, además:

(a) permitir que un componente del primer fluido se asocie con el sitio de reacción; y

(b) permitir que un componente del segundo fluido se asocie con el componente del primer fluido.

11. El método de la reivindicación 1, en el que el primer fluido comprende: 50 (i) uno de un anticuerpo o antígeno y el segundo fluido comprende el otro de un anticuerpo o antígeno;

(ii) un anticuerpo conjugado con oro y el segundo fluido comprende un precursor de metal; o (iii) un anticuerpo y el segundo fluido comprende una entidad de señalización.

12. Un aparato, que comprende:

un dispositivo que comprende un sitio de reacción; un recipiente sellado; un primer fluido estático dispuesto en el recipiente sellado; un segundo fluido estático dispuesto en el recipiente sellado; y un tercer fluido estático dispuesto en el recipiente sellado, en donde el tercer fluido está junto a y es 60 sustancialmente inmiscible tanto con el primer como con el segundo fluidos y separa el primer y segundo fluidos, y

al menos el primer y segundo fluidos se seleccionan para uso en una reacción química o biológica predeterminada en una secuencia predeterminada, y en donde el recipiente y el primer, segundo y tercer fluidos se seleccionan de modo que el recipiente y los fluidos dispuestos en su interior puedan ser almacenados durante un período de al menos un día y puedan ser

manipulados bajo condiciones de empaquetamiento y transporte normales al tiempo que mantienen a los fluidos en posiciones predeterminadas en relación uno con otro dentro del recipiente, sin perjuicio de la capacidad de los fluidos de participar en la reacción química o biológica predeterminada, y en donde el primer, segundo y tercer fluidos se construyen y disponen de modo que puedan ser suministrados desde el recipiente a un sitio de reacción de modo que se evite el contacto entre el primer y segundo fluidos, al menos hasta que los fluidos hayan sido aplicados al sitio de reacción; y una fuente de vacío situada en un lado aguas abajo del sitio de reacción y adaptada y dispuesta para transportar los primero, tercero y segundo fluidos desde el recipiente al sitio de reacción.

13. El aparato de la reivindicación 12, en donde el primer y segundo fluidos son líquidos.

1.

14. El aparato de la reivindicación 13, en donde el tercer fluido es un gas o una mezcla gaseosa, preferiblemente en donde el tercer fluido es aire o nitrógeno.

15. El aparato de la reivindicación 12, que comprende, además, fluidos distintos adicionales, preferiblemente en 20 donde los fluidos distintos adicionales son del mismo tipo que el primer fluido o el segundo fluido.

16. El aparato de la reivindicación 12, en donde al menos uno del primer fluido o el segundo fluido comprende:

(a) un agente químico o bioquímico, o

(b) una disolución de aclarado.

2.

17. El aparato de la reivindicación 12, en donde el recipiente:

(a) está constituido por un material polimérico, preferiblemente en donde el material polimérico se selecciona de polietileno, polipropileno y PTFE; o

(b) es sellable por calor.

3.

18. El aparato de la reivindicación 12, en donde al menos uno del primer y segundo fluidos contiene una especie capaz de participar en:

(a) un ensayo biológico o químico; o (b) un ensayo biológico, y el tercer fluido es inerte con respecto al ensayo y se selecciona para separar el 35 primer y segundo fluidos y para evitar que se mezclen.

19. El aparato de la reivindicación 12, en donde el recipiente es un tubo que tiene una relación de longitud a diámetro interno de al menos 10:1, preferiblemente en donde el tubo es contorneado.

20. El aparato de la reivindicación 12, en donde el recipiente sellado se construye y dispone para almacenar el primer y segundo fluidos durante al menos una semana, o un año antes del uso del primer y segundo fluidos en la reacción química o biológica predeterminada.

21. El método de la reivindicación 1, en el que el primer, segundo y tercer fluidos se almacenan con el recipiente 45 común a una temperatura igual a o menor que 4 grados C; o al menos uno de los fluidos se congela.

22. Un método según la reivindicación 1, que comprende aplicar el primer y segundo fluidos al sitio de reacción procedente del recipiente sin la acción de un componente del recipiente.

23. El método de la reivindicación 1, en el que el recipiente comprende al menos primera y segunda ramas que están en comunicación de fluidos una con otra y con el interior restante del recipiente.

24. El método de la reivindicación 1, en el que el recipiente es un tubo que comprende una rama en forma de Y, en donde cada una de las ramas de la rama en forma de Y contiene un fluido que reacciona con el fluido en la otra 55 rama para formar un fluido adicional.

25. El método de la reivindicación 1, que comprende, además, hacer pasar una muestra a través del sitio de reacción antes del inicio de la etapa de transferencia.

26. El método de la reivindicación 1, que comprende disponer una muestra que comprende un componente de la muestra en el dispositivo antes de aplicar el primer y segundo fluidos al sitio de reacción, permitiendo que el componente de la muestra se una con un participante de la unión dispuesto en el sitio de reacción, y haciendo fluir un precursor de metal a través del sitio de reacción; opcionalmente, en el que el precursor de metal comprende una disolución de sal metálica.

.

27. El método de la reivindicación 26, que comprende formar una capa opaca y medir la absorbancia o transmitancia de la luz a través de la capa opaca.

28. El método de la reivindicación 26, que comprende permitir a un coloide metálico asociarse con el componente 10 de la muestra.

29. El aparato de la reivindicación 13, en el que el primer fluido comprende un coloide metálico y el segundo fluido comprende un precursor de metal.

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